Toksikanti nastali procesiranjem namirnica Flashcards
Izvori PAH spojeva
Glavni izvori PAH u prehrambenom lancu čovjeka su: kontaminacija usjeva i apsorpcija iz zagađenog zraka, te žitarice, povrće, voće, sjemenska ulja. Također, izvor je masnoća tretirana na temperaturama većim od 400 °C (prženo i pečeno meso ili riba na roštilju), ali i sušene i dimljene namirnice.
*PAH = policiklički aromatski ugljikovodici
Koji toksikanti mogu nastati tijekom termičke obrade?
Toksikanti koji mogu nastati tijekom termičke obrade: PAH, HAA, N-nitrozo spojevi, akrilamid, furan.
PAH spojevi u značajnim količinama se formiraju _______________ masnoća na temperaturama ____________ kao posljedica intenzivne toplinske obrade namirnica.
PAH spojevi u značajnim količinama se formiraju PIROLIZOM masnoća na temperaturama >400 STUPNJEVA kao posljedica intenzivne toplinske obrade namirnica.
Porijeklo i sinteza PAH spojeva u hrani.
Porijeklo PAH - nastanak uslijed nepotpunog sagorijevanja organskih tvari
Sinteza PAH je inducirana toplinskim procesima – dolazi do inicijalnog razlaganja molekulskih struktura organskih tvari na jednostavnije fragmente. Kombinacijom nastalih fragmenata nastaju stabilniji spojevi – sinteza je dodatno olakšana termodinamičkom stabilnosti nastalih spojeva na povišenim temperaturama.
Najčešće se sinteza PAH-a odvija pirosintezom iz razgradnih produkata struktura s 2 ili 4 C jedinice (npr. etilen ili butadien radikali).
ADMET PAH-ova.
A -> najčešća inhalacijom (radno okruženje, pušenje cigareta i pasivno pušenje) i ingestijom (ovisi o Mr PAH-ova, njihovoj topivosti u vodi i lipidima i sastavu ostale hrane prisutne u GItraktu)
D -> nađeni skoro u svim tkivima; zbog lipofilnosti, veća koncentracija PAH-ova u organima koji sadrže više masnog tkiva prolaze hematoencefalnu i placentalnu barijeru!
E -> najčešće urinom, manji dio fecesom, a neznatni znojem, slinom, suzama i mlijekom; in vivo istraživanja na miševima pokazala mogućnost enterohepatičke cirkulacije!
M i T -> oksidacijskim biotransformacijama pretvorba u niz metabolita:
o metaboliti Faze I
* primarni (epoksidi, fenoli, dihidrodioli)
* sekundarni (epoksidi diola, epoksidi fenola)
o metaboliti Faze II
* konjugacija s glutationom, glukuronskom kiselinom ili sulfatom
izlučivanje metabolita PAH-a putem urina i fecesa, ali tijekom godina dio se kumulira u organizmu djelujući mutageno i kancerogeno.
Metabolizam PAH
Metabolizam se odvija putem oksidacijskih biotransformacija te nastaje niz metabolita. Imamo metabolite faze 1 i 2.
* Faza 1 - primarni (epoksidi, fenoli i dihidrodioli) i sekundarni metaboliti (epoksidi diola, epoksidi fenola)
* Faza 2 - konjugacije s glutationom, glukuronskom kiselinom i sulfatom
Toksičnost PAH
Toksičnost:
* AKUTNA TOKSIČNOST – iritacija oka, mučnina, povraćanje, dijareja, iritacija, upalni procesi
* KRONIČNA TOKSIČNOST – rak pluća, kože, mokraćnog mjehura i GI sustava, djelovanje na hematopoetski, imunosni, neurološki, reproduktivni sustav i razvoj, mutagenost, kancerogenost
PAH i utjecaj beta glukuronidaze
BETA GLUKURONIDAZA je enzim prisutan u jetri, slezeni i bubrezima, sudjeluje u procesima izlučivanja.
Konjugacija benzapirena s glukuronskom kiselinom ne znači obavezno inaktivaciju.
Ona katalizira hidrolizu glukuronida, točnije sudjeluje u procesima razgradnje, pri čemu nastaju međuprodukti koji imaju veći afinitet vezanja za DNA od ishodišne molekule. Posljedica konjugacije je hidrosolubilnost glukuronida i dobra raspodjela u organizmu, te kancerogeneza koja je moguća na mjestima udaljenim od mjesta primarnog kontakta.
Reakcije biotransformacije faza I i II benzapirena. Kancerogena aktivnost PAH.
Kancerogena aktivnost PAH ovisna o specifičnim metaboličkim pregradnjama.
⚫ primjer benz[a]pirena:
- biotransformacijske reakcije - epoksidacije i hidroksilacije
- 7,8 -dihidrodiol-9,10-epoksid benzapirena - najtoksičniji metabolit
* veže se na DNA i RNA
* izraziti kancerogen
- Kancerogeni aktivirani enzimima Faze I prelaze u DNA-vezujuće metabolite
- DNA vezujući metaboliti ulaze u reakcije s kromosomskom DNA i stvaraju DNA adukte.
- DNA adukti mogu izazvati mutacije i potaknuti staničnu smrt ili razvoj kancera.
Reakcije konjugacija (Faza II) metabolita benz[a]pirena:-pretpostavka je da ulazi u procese detoksikacije, međutim konjugacija s glukuronskom kiselinom ne znači obavezno inaktivaciju:
* -glukuronidaza -> prisutna u jetri, slezeni, bubregu i drugim tkivima uključenim u procese izlučivanja katalizira hidrolizu glukuronida. U procesu razgradnje glukuronida nastaju međuprodukti s jačim afinitetom vezanja na DNA od ishodne molekule.
* Posljedica konjugacije:
o hidrosolubilnost glukuronida -> dobra raspodjela u organizmu
o kancerogeneza moguća na mjestima udaljenim od mjesta primarnog kontakta
Izvori HAA spojeva
Izvori HAA: namirnice proteinskog sastava (nastaju pri temperaturama klasičnih načina priprema hrane, nisu utvrđeni u sirovom mesu); meso i riba - pečenje, prženje, prženje u velikoj količini ulja, dimljenje.
dvije kategorije HAA temeljene na prekursorima i temperaturi pri kojoj nastaju:
* 2-aminoimidazolne strukture
- optimalne temperature za nastanak 190 0C - 200 0C
* 2-aminopiridinske strukture (pirolitički HAA)
- nastaju pri temperaturi >300 0C
*HAA = heterociklički aromatski amini
Najjači mutageni među HAA su _______________________________________ . Kancerogeni produkti Maillardovih reakcija su _______________________ .
Najjači mutageni među HAA su KINOLINI I KINOKSALINI 2-AMINOIMIDAZOLNE STRUKTURE: MeIQ, IQ, MeIQx . Kancerogeni produkti Maillardovih reakcija su PIRIDINI i PIRAZINI.
Detaljna podjela HAA.
Podjela HAA: dvije su kategorije HAA temeljene na prekursorima i temperaturi na kojoj nastaju:
* 2-aminoimidazolne strukture – optimalno nastaju pri temp. 190 - 210 °C
* 2-aminopiridinske strukture (pirolitički HAA) - nastaju pri temp. > 300 °C
Skupinu 2-aminoimidazolne strukture dijelimo na:
* Kinoline
* Kinoksaline
* Piridine
Skupinu 2-aminopiridinske strukture dijelimo s obzirom na porijeklo iz proteinskih pirolizata:
* Iz pirolizata triptofana (indolske strukture)
* Iz pirolizata glutaminske kiseline (imidazolne strukture)
* Iz priolizata proteina soje (indolske strukture)
Detaljna toksičnost HAA.
Toksičnost HAA: Pokazuje mutagena i kancerogena svojstva
* Mutageni porijeklom iz mesnih namirnicama ili produkti pirolize AK daju pozitivne rezultate u različitim vrstama testova na mutagenost; mutagena aktivnost samo u prisustvu sustava metaboličke aktivacije. Najjači mutageni su kinolini i kinoksalini 2-aminoimidazolne strukture. Najslabiji mutageni su piridini 2-aminoimidazolne strukture i indoli porijeklom iz pirolizata proteina soje.
* Kancerogenost – istraživanja na životinjama su pokazala indukciju karcinoma jetre, debelog crijeva, mliječnih žlijezda, te imunosnih tkiva. Kancerogena aktivnost: AC < PhIP < MeIQx < IQ . Povećan rizik od karcinoma velikim dijelom pripisan ingestiji PhIP. Meso i riblji proizvodi doprinose ukupnom riziku s 80%.
Što je furan i kako nastaje?
FURAN (C4H4O) -> bistra bezbojna tekućina jakog mirisa, lako hlapljiva, manje gustoće od vode netopljiva u vodi, pare teže od zraka. Upotrebljava se kao otapalo za smole i lakove, za pripremu organskih spojeva(npr. tetrahidrofurana) i farmaceutskih proizvoda. U hrani je prirodno prisutan u niskim koncentracijama (aroma), dok u višim koncentracijama uglavnom nastaje tijekom termičke obrade namirnica na150 do 200 °C.
Nastaje toplinskom razgradnjom ugljikohidrata (npr. glukoza, fruktoza, laktoza), aminokiselina(npr. serin, cistein), askorbinske kiseline i njenih derivata ili višestruko nezasićenih masnih kiselina; toplinskom oksidacijom karotenoida.
Nabroji čimbenike koji utječu na nastajanje furana.
Čimbenic ikoji utječu na stvaranje furana tijekom procesa obrade namirnica:
* Oksidacija (osobito askorbinske kiseline i višestruko nezasićenih masnih kiselina)
* pH (pri pH ≥ 7 stvaranje furana smanjeno zbog fragmentacije i enolizacije ugljikohidrata; utjecaj na brzinu Maillardove reakcije)
* vrijeme i temperatura(veće temp. dovodi do stvaranja više prekursora furana; sterilizacija»_space; pasterizacija; uvjeti pečenja/prženja npr. kave; veće temp i tlak više furana u voćnim sokovima)
* zračenje
* voda, omjer šećera i aminokiselina, tlak, metali
