CC BY
1
УДК 543:544.3 DOI: 10.21323/2071-2499-2020-5-30-32 Табл. 3. Ил. 1. Библ. 14.
ИССЛЕДОВАНИЯ НАКОПЛЕНИЯ ГАА ВО ВТОРЫХ ОБЕДЕННЫХ БЛЮДАХ С ГАРНИРОМ ОХЛАЖДЁННЫХ*
Утьянов Д.А., Куликовский А.В., канд. техн. наук, Князева А.С., Курзова А.А.
ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова
Ключевые слова: гетероциклические ароматические амины, мясная продукция, вторые обеденные блюда
Реферат
Проведённые исследования позволили установить, что во время промышленного приготовления вторых обеденных блюд с гарниром в мясных составляющих идёт образование гетероциклических ароматических аминов. Гетероциклические ароматические амины были обнаружены во всех исследованных образцах. Однако отсутствие информации о технологии приготовления выбранных образцов не позволяет провести полноценный анализ полученных результатов. Но стоит отметить, что наибольшее количество гетероциклических ароматических аминов образовывалось в образцах с мясом кур, которое, судя по внешнему виду, готовилось при самых высоких температурах относительно других образцов. Наличие же во всех исследованных образцах гетероциклических ароматических аминов говорит о потенциальном вреде потребления таких продуктов для здоровья человека.
STUDIES OF THE ACCUMULATION OF HAA IN CHILLED SECOND DINNER DISHES WITH GARNISH
Utyanov D.A., Kulikovskii A.V., Knyazeva A.S., Kurzova A.A.
Gorbatov Research Center for Food Systems
Key words: heterocyclic aromatic amines, meat products, second dinner dishes
Summary
The studies carried out made it possible to establish that during the industrial preparation of second lunch dishes with a garnish, heterocyclic aromatic amines are formed in the meat components. Heterocyclic aromatic amines were found in all samples tested. However, the lack of information on the preparation technology of the selected samples does not allow a full analysis of the results obtained. The largest amount of heterocyclic aromatic amines was formed in samples with chicken meat, which was prepared at the highest temperatures relative to other samples. The presence of heterocyclic aromatic amines in all studied samples indicates the potential harm of consumption of such products for human health.
Введение
Гетероциклические ароматические амины (ГАА) являются относительно мало изученными на сегодняшний день канцерогенами, образующимися в пищевой продукции в ходе её термической обработки. Ряд клинических испытаний на лабораторных животных доказал, что ГАА обладают канцерогенной и мутагенной активностью [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7].
ГАА образуются в пищевой продукции в ходе её высокотермической температурной обработки, такой как жарение, жарение на открытом огне, жарение на гриле. Наибольшее количество ГАА образуется в мясной продукции ввиду большого содержания в ней креатина и креа-тинина - основных реагентов в реакции образования ГАА [8, 9]. Проведённые ранее исследования [10, 11, 12, 13] показали, что основными факторами, влияющими на процесс образования ГАА в продукте, являются температура и продолжительность термической обработки.
Исходя из вышеизложенного, справедливо предположение, что основными продуктами, представляющими риск потребления человеком ГАА являются блюда домашнего приготовления. Однако управление безопасностью таких продуктов невозможно. Но в последнее время активно развивается рынок вторых обеденных блюд, особенно в крупных городах, где активный ритм жизни не оставляет время на приготовление домашней пищи. Сегодня распространены как доставка готовых блюд на дом на несколько дней вперед, так и продажа вторых обеденных блюд в охлаждённом и замороженном видах в магазинах. А в таких продуктах управление риском образования в них ГАА воз* Статья опубликована в рамках выполнения темы
можно путём технологических приёмов. Но перед этим необходимы масштабные мониторинговые исследования для сбора данных по вопросу образования ГАА во вторых обеденных блюдах.
В связи с этим целью настоящей работы был сбор данных об образовании ГАА во вторых обеденных блюдах охлаждённых, отпускаемых в магазинах. Наиболее популярным мясным сырьём для таких изделий является мясо кур, следующим по популярности является говядина. Информация о технологии приготовления образцов недоступна, за исключением двух образцов, у которых изготовитель в маркировке заявляет, что термическая обработка изделий проводится длительным томлением при температуре не более 95°С.
Материалы и методы исследований
Объектами исследований были (названия приведены в соответствии с маркировкой):
► «Азу из говядины с макаронами» - образец № 1;
► «Азу из говядины с картофельным пюре» - образец № 2;
► «Азу из говядины с рисом» - образец № 3;
► «Мясо куриное по-французски с картофелем зарумяненным» - образец № 4;
► «Котлеты куриные с картофелем зарумяненным» - образец № 5;
► «Шницель куриный с картофельным пюре» - образец № 6;
► «Плов с курой» - образец № 7;
► «Плов с курицей» - образец № 8;
► «Индейка с рисом и овощами» - образец № 9;
► «Фрикасе из курицы с гречкой» - образец № 10;
► «Курица по-тайски с рисом и овощами» - образец № 11;
► «Паста карбонара» (мясная составляющая - свинина) - образец № 12;
► «Индейка с рисом и овощами» - образец № 13;
► «Макароны по-флотски» - образец № 14;
► «Говядина вок» - образец № 15;
► «Котлета под сливочным соусом» -образец № 16.
Во всех образцах, кроме № 4 и 6, была исследована только мясная составляющая. Для этого мясную составляющую вручную отделяли от гарнира, гомогенизировали, после чего отбирали 3,00±0,20 г для дальнейшей экстракции ГАА. Ввиду невозможности отделения панировки от мясного изделия, образец № 6 был подготовлен из мяса и панировки. В образце № 4 также исследовали «покрытие» мясного изделия из майонеза из грибов (образец 4 мсг). Кроме того, были исследованы верхний и нижний слой мясного изделия толщиной «1 мм, но в этом случае было отобрано по 1,00±0,20 г (образцы 1в и 1н, соответственно).
Для постановки метода определения ГАА в мясной продукции в качестве стандартных образцов использовались:
► стандартный образец 2-амино-3,8-диме-ти л и мидазо[4,5-Г]хи ноксал и н (Me I Qx) производства компании Toronto Research Chemicals (Канада) с содержанием основного вещества не менее 99,0%;
► стандартный образец 2-амино-1-метил-6-фенилимидазо[4,5-Ь]пиридин (PhIP) производства компании ChemCruz (США) с содержанием основного вещества не менее 95,0 %;
НИР № 0585-2019-0007 государственного задания ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН
Анализ проводили на системе высокоэффективной жидкостной хроматографии Agilent1200 (США) с трёх квадру-польным масс-спектрометром Agilent 6410B. Для определения ГАА использовали хроматографическую колонку C18, 4,6 x 50 мм, 1,8 мкм (Agilent, США). При подборе условий хроматографической идентификации в качестве реактивов использовали: ацетонитрил для ВЭЖХ, производства Panreac (Франция), муравьиную кислоту Merck (США), деиони-зованную воду, полученную на системе MilliQDirect 8 (Франция). Параметры воздействия на ионы в режиме MRM и условия градиентного элюирования представлены в таблицах 1 и 2 соответственно.
Предел обнаружения при подобранных условиях для обоих аналитов составил 0,1 нг/г.
Подготовка пробы. Пробу анализируемого продукта массой (3,00±0,20) г, помещали в круглодонную колбу со шлифом вместимостью 250 см3. Добавляли 50 см3 раствора 1 М гидроксида натрия в этаноле. Колбу соединяли с обратным холодильником, помешали в водяную баню и нагревали при температуре (80±2)°C в течение 30 мин или до полного растворения образца, периодически перемешивая палочкой из боросиликатного стекла содержимое колбы. После этого содержимое колбы охлаждали до комнатной температуры. Полученный гидролизат переносили в делительную воронку объёмом не менее 250 см3 и добавляли 1015 см3 дистиллированной воды для охлаждения. Затем в делительную воронку добавляли 25 см3 диэтилового эфира, давали отстояться 1-5 минут до разделения слоёв. После нижний слой сливали и переливали в другую делительную воронку объёмом не менее 250 см3 для повторной экстракции. К нему добавляли 25 см3 диэтилового эфира и оставляли до разделения слоёв. После чего нижний слой сливали, а к верхнему эфировому слою добавляли эфировый слой, полученный после первой экстракции. Полученный эфир промывали 2-5 раз дистиллированной водой порциями по 25-30 см3 для очищения пробы от щелочи. Затем эфировый слой пропускали через мембранный фильтр с 15-20 г сернокислого натрия для обезвоживания. Полученный эфир выпаривали до сухого остатка при температуре не более 40°С. К сухому остатку приливали 1 см3 ацетонитри-ла. Ставили на 5 мин на ультразвуковую баню до полного растворения остатка. Раствор пропускали через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 мкм в хроматографическую виалу вместимостью 2 см3 для ВЭЖХ-МС/МС анализа.
Таблица 1
Параметры воздействия на ионы в режиме MRM и условия ионизации распылением в электрическом поле с регистрацией положительных (+) и отрицательных (-) ионов
Аналит Молекулярный ион, m/z Дочерние ионы, m/z Напряжение фрагментора (Frag), В Энергия диссоциации (СЕ), В
MelQx 214,6 (+) 199,5 130 30
PhIP 225,6 (+) 210,5 130 30
Таблица 2
Условия градиентного элюирования
Время, мин Ацетонитрил,% Вода, % Скорость потока, мкл/мин
0 10 90 400
3 40 60 400
4 60 40 400
6 90 10 400
8 90 10 400
8,1 10 90 400
12 10 90 400
Результаты исследования
Исследования проводились в двух выборках по три параллельных измерения в каждой. За окончательный результат принималось среднее арифметическое трех параллелей в первой выборке. Критерий Стьюдента двух выборок для каждого определяемого аналита в каждом образце не превышал табличное значение при п = 3 и доверительной вероятности р = 0.95, различия между выборкчми статистически не значимы.
Результаты исследования вторых обеденных блюд приведены в таблице 3 и на рисунке 1 (на рисунке приведена информация только о Ме^х).
Обсуждение полученных результатов
Результаты показали, что во всех исследованных образцах идёт образование ГАА, однако стоит отметить, что РЫР не был обнаружен ни в одном из исследованных образцов в количествах, позволяющих достоверно определить его концентрацию.
Наибольшее количество ГАА было обнаружено в образцах № 5 и 6. Оба образца изготовлены одним производителем, причём, судя по характерному прожаренному «пятну контакта» продукта с нагревающей поверхностью, можно предположить, что оба изделия были приготовлены именно жарением. Если это предположение
50
45
40
35
/ 30
| 25
| 20
15
10
Рисунок 1. Количество Ме!рх во вторых обеденных блюдах с гарниром охлаждённых
■ MelQx
10,41
0,54 0,21 0,29 0,18 0,21 0,17
1 2 3 4 4мсг 4в 4н 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Шифр образца
5
0
2020 | № 5 ВСЁ О МЯСЕ
Таблица 3
Результаты исследований мясной составляющей во вторых обеденных блюдах с гарниром
№ образца Количество обнаруженных ГАА, нг/г мясной составляющей готового изделия
MelQx PhIP
1 11,50 ± 4,02 Менее 0,1
2 3,17 ±1,11 Менее 0,1
3 2,43± 0,85 Менее 0,1
4 6,11 ± 2,44 Менее 0,1
4мсг 0,84± 0,34 Менее 0,1
4в 7,66±3,06 Менее 0,1
4н 1,55 ± 0,62 Менее 0,1
5 47,40 ±18,96 Менее 0,1
6 24,62± 9,85 Менее 0,1
7 0,54± 0,22 Менее 0,1
8 0,21 ± 0,08 Менее 0,1
9 0,29 + 0,12 Менее 0,1
10 0,18 ± 0,07 Менее 0,1
11 0,21 ± 0,08 Менее 0,1
12 0,17 ± 0,07 Менее 0,1
13 10,41 ± 4,16 Менее 0,1
14 1,71 ± 0,69 Менее 0,1
15 0,96 ± 0,38 Менее 0,1
16 0,45± 0,18 Менее 0,1
верно, и оба продукта были приготовлены при примерно одинаковых условиях, то использование панировки снижает количество образуемых ГАА почти в два раза.
Образцы № 9 и 13 - индейка с рисом и овощами, однако результаты исследований показали, что в образце № 13 количество ГАА было больше чем в 30 раз относительно образца № 9. Вероятнее всего, это связано с технологией приготовления - как уже говорилось ранее, образец № 9 готовили с ипользованием длительного томления при температуре не более 95 °С, а индейку в образце № 13 скорее всего жарили. Если такое предположение верно, это еще раз говорит о том, что температура термообработки один из наиболее значимых факторов в управлении риском образования ГАА в продукте.
Результаты исследований образца № 4 показали, что в мясе по-французски наибольшее количество ГАА образуется в верхней части мясного изделия. Если данный продукт был приготовлен по традиционной технологии - запекание цельным изделием без переворачивания в ходе термической обработки, то в нижней части изделия образовалось наименьшее количество ГАА из-за растительного масла, которым скорее всего была смазана нагревающая поверхность. Более подробно влияние растительных жиров на образование ГАА в продукте рассматривалось в работе [14]. Намного большее же количество ГАА в верхней части изделия теоретически можно объяснить тем, что
удельная теплоёмкость майонеза много меньше удельной теплоемкости мяса, ввиду того, что в среднем на 75 % майонез состоит из растительных жиров, из-за чего нагрев майонеза с грибами происходил быстрее, чем мяса и майонез с грибами в этом случае выступает в некотором роде нагревающей поверхностью, с которой контактирует мясная составляющая изделия. Либо образование большего количества ГАА верхней части изделия возможно из-за того, что при приготовлении, вероятнее всего, мясное изделие было обжарено с одной стороны, после чего, изделие перевернули и довели до кулинарной готовности, обжарив немного с другой стороны. Кроме того, обнаруженные в майонезе с грибами ГАА говорят о том, что в процессе термообработки возможна либо миграция ГАА, либо образование ГАА возможно и в продуктах с грибами.
Выводы
Проведённые исследования показали, что вторые обеденные блюда в теории могут оказывать негативное воздействие на орагнизм человека. К сожалению, отсутствие в настоящее время информации о предельно допустимых концентрациях ГАА, об их токсических и летальных дозах для человеческого орагнизама не позволяет объективно оценить насколько опасным может быть их потребление человеком. Но, основываясь на растущем ежегодно количестве научных публика-
ций, посвящённых ГАА, можно предположить, что относительно скоро такие данные будут, а к тому времени необходимо собрать как можно больше данных о содержании ГАА в пищевых продуктах. Нужно дальше продолжать исследования по вопросу их накопления во вторых обеденных блюдах, но также необходимо исследовать и другие продукты, которые могут представлять риск образования в них ГАА, как, например бургеры, отпускаемые в рестораных быстрого питания.
Полученные результаты, также позволили определить вектор дальнейших исследований по вопросу управления риском образования ГАА в мясной продукции. В первую очередь с помощью температуры термической обработки, далее - использование растительных масел в ходе термической обработки. Отдельное внимание стоит уделить исследованиям влияния панировки на количество образуемых в мясной продукции ГАА.
Исследования проводили в рамках государственного задания ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН 0585-2019-0007.
© КОНТАКТЫ:
Утьянов Дмитрий Александрович а d.utyanov@fncps.ru Куликовский Андрей Владимирович а a.kulikovskii@fncps.ru Князева Александра Сергеевна а a.knyazeva@fncps.ru Курзова Анастасия Александровна а a.kurzova@fncps.ru
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: REFERENCES:
1. Sugimura, T. Heterocyclic amines: Mutagens/carcinogens produced during cooking of meat and fish / T. Sugimura, K. Wakaba-yashi, H. Nakagama, M. Nagao // Cancer Science. - 2004. - № 4. - P. 290-299.
2. Nagao, M. A new approach to risk estimation of food-borne carcinogens - heterocyclic amines-based on molecular information / M. Nagao // Mutat Res. - 1999. - № 1. - P. 3-12.
3. Дмитриев, М.А. Исследование органических ксенобиотиков и способ снижения их содержания в мясных продуктах: дисс. ... канд. техн. наук: 03.00.16 / Дмитриев Михаил Александрович. - Москва, 2007. - 143 с.
Dmitriyev, M.A. Issledovaniye organicheskikh ksenobiotikov i sposob snizheniya ikh soderzhaniya v myasnykh produktakh [The study of organic xenobiotics and a way to reduce their content in meat products]: diss. ... kand. tekhn. nauk: 03.00.16 / Dmitriyev Mikhail Aleksandrovich. - Moskva, 2007. - 143 p.
4. Josh, K. Heterocyclic aromatic amines / K. John, S. Beedanagari // Encyclopedia of Toxicology (Third Edition), 2014. - P. 855-863.
5. Dashwood, R.H. Modulation of heterocyclic amine-induced mutagenicity and carcinogenicity: an 'A-Z' guide to chemopreventive agents, promoters, and transgenic models / R.H. Dashwood // Rev. Mutat. Res. - 2002. - V. 511. - № 2. - P. 89-112.
6. Turesky, R.J. Heterocyclic aromatic amines: potential human carcinogens / R.J. Turesky // In: Trevor, T.M. (Ed.), Chemical Carcinogenesis. Humana Press, New York, NY, 2011. - P. 95-112.
7. Nagao, M. Genetic changes induced by heterocyclic amines / M. Nagao et al. // Mutation Research. - 1997. - V. 376. - P. 161-167.
8. Jagerstad, M. Creatine and Mailard reaction products as precursors on mutagenic compounds: effect of various amino acids / M. Jagerstad et al. // Food Chemistry. - 1983. - V. 12 (2). - P. 255-264.
9. Maite, S.A. Factors that affect the content of heterocyclic aromatic amines in foods / S.A. Maite // Comprehensive reviews in food science and food safety. - 2011. - V. 10. - P. 52-108.
10. Jagerstad, M. Formation of heterocyclic amines using model systems / M. Jagerstad, K. Skog, S. Grivas, K. Olsson // Mutation Research. - 1991 - № 4. - P. 219-233.
11. Gibis, M. Occurrence of carcinogenic heterocyclic aromatic amines in fried patties of different animal species / M. Gibis // Proceedings of the 53th International Congress of Meat Science and Technology, 2007. - P. 13.
12. Соляков, А.А. Влияние тепловой кулинарной обработки и способов подготовки полуфабрикатов на содержание гетероциклических ароматических аминов в жареных мясных кулинарных изделиях: дисс. ... канд. техн. наук: 05.18.16 / Соляков Алексей Алексанрович. - Москва, 1998. - 145 с
Solyakov, A.A. Vliyaniye teplovoy kulinarnoy obrabotki i sposobov podgotovki polufabrikatov na soderzhaniye geterot-siklicheskikh aromaticheskikh aminov v zharenykh myasnykh kulinarnykh izdeliyakh [The effect of heat cooking and methods of preparing semi-finished products on the content of hetero-cyclic aromatic amines in fried meat culinary products]: diss. . kand. tekhn. nauk: 05.18.16 / Solyakov Aleksey Aleksanrovich. -Moskva, 1998. - 145 p.
13. Utyanov, D.A. Products of chemical reactions that occur during high-temperature heat treatment of the meat products // D.A. Utyanov, A.V. Kulikovskii, N.L. Vostrikova, O.A. Kuznetsova // Theory and practice of meat processing. - 2019. - V. 4 (4). -P. 17-22. https://doi.org/10.21323/2414-438X-2019-4-4-17-22.
14. Fei, L.G. Vegetable oil as fat replacer inhibits formation of heterocyclic amines and polycyclic aromatic hydrocarbons in reduced fat pork patties / L.G. Fei, K. Kuhnle, Q. Chen // Food Control. - 2017. - V. 81. - P. 113-125.
