Coraz cieplejsze i dłuższe dni sprawiają, iż w okresie wiosenno-letnim bardzo popularne staje się grillowanie. Wspólne grillowanie jest nie tylko okazją na przyjemne spędzenie czasu ze znajomymi, ale także na spożycie przygotowanych na grillu posiłków, które charakteryzują się wyjątkowym smakiem i aromatem.
Dominującą grupę produktów spożywczych poddawanych grillowaniu stanowią mięso oraz produkty mięsne. Proces grillowania sprawia, iż w mięsie zachodzi szereg zmian fizykochemicznych. Następuje m.in. silna denaturacja białek w warstwie powierzchniowej oraz powstawanie związków Maillarda, które nadają produktom grillowanym pożądany smak, zapach oraz barwę. Warto jednak podkreślić, iż grillowanie niesie za sobą także pewne zagrożenia. W wyniku powstawania związków Maillarda zmniejsza się ilość przyswajalnych aminokwasów, a tym samym obniżona zostaje wartość odżywcza białek. Jednak dużo poważniejszy wpływ na zdrowie człowieka mogą mieć związki chemiczne o działaniu kancerogennym, których źródłem są grillowane produkty mięsne. Dodatkowo nieodpowiednio przygotowane potrawy z grilla mogą stać się przyczyną groźnych zatruć pokarmowych.
Do szkodliwych związków, które mogą powstać w żywności grillowanej należą m.in. wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) i heterocykliczne aminy aromatyczne (HAA). Związki chemiczne należące do powyższych grup uznawane są za potencjalnie kancerogenne i mutagenne. Przy czym większość z nich właściwości kancerogenne uzyskuje dopiero w wyniku przemian metabolicznych zachodzących w organizmie człowieka.
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) to liczna grupa związków, których cechą charakterystyczną jest obecność od dwóch do nawet kilkunastu skondensowanych pierścieni aromatycznych w cząsteczce. Do tej grupy zaliczane jest około 250 różnych związków, z których 16 uznano za szczególnie niebezpieczne dla zdrowia i środowiska.
Do najczęściej występujących w środowisku WWA należą benzo[a]antracen, dibenzo[a]antracen, piren, antracen i chryzen, zaś za przedstawiciela całej grupy uznaje się benzo[a]piren. Związek ten wykazuje najsilniejsze działanie rakotwórcze, cytotoksyczne, teratogenne, genotoksyczne oraz immunotoksyczne.
WWA są produktami niepełnego spalania substancji organicznych. Powstają w wyniku reakcji pirolizy tłuszczu podczas smażenia i pieczenia, w szczególności nad otwartym ogniem. Poza grillowanym i wędzonym mięsem, WWA są powszechnie występującym zanieczyszczeniem środowiska. Znajdują się min. w powietrzu, wodzie czy glebie.
Wyróżnia się dwa źródła pochodzenia WWA:
Naturalne:
– reakcje geotermiczne,
– pożary lasów,
– wybuchy wulkanów.
Antropogeniczne (wynikające z działalności człowieka):
– spalanie paliw kopalnianych,
– procesy produkcji energii w elektrowniach,
– utylizacja śmieci,
– działalność przemysłu ciężkiego, rafinerii, hut,
– wyroby tytoniowe,
– obróbka termiczna żywności (grillowanie, wędzenie, smażenie).
Jak pokazują wyniki przeprowadzonych badań, najwięcej WWA dostaje się do organizmu człowieka razem ze spożywanymi pokarmami. Szczególnie duże ilości WWA stwierdzono w wędzonym mięsie i rybach (200 µg/kg) oraz w mięsie pieczonym (130 µg/kg). Dla porównania w surowej żywności związki te występują w ilości 0,01-1 µ/kg.
Początkowo za tzw. wskaźnikowy węglowodór uznano benzo[a]piren i to ten związek miał być odzwierciedleniem zawartości pozostałych WWA w produktach. Kolejne badania wykazały jednak, iż w wielu przypadkach benzo[a]piren jest często słabym i nieadekwatnym wskaźnikiem występowania innych, zwłaszcza ciężkich węglowodorów. W wielu przypadkach stanowi on zaledwie 1-20% całkowitej zawartości WWA.
W związku z dużą toksycznością WWA w krajach Unii Europejskiej obowiązują rygorystyczne wymagania prawne określające limity zawartości tych związków w produktach spożywczych. Aktualnie obowiązuje wydane w 2011 roku Rozporządzenie Komisji (UE) nr 835/2011. Wspomniane rozporządzenie zakłada, iż najbardziej odpowiednim wskaźnikiem zanieczyszczenia żywności WWA jest zawartość nie tylko benzo[a]pirenu, ale dodatkowo także sumy czterech specyficznych WWA: benzo(a)pirenu, benz(a)antracenu, benzo(b)fluorantenu i chryzenu. W rozporządzeniu podano najwyższe dopuszczalne poziomy WWA w różnych grupach produktów spożywczy, w tym w mięsie i produktach mięsnych wędzonych oraz mięsie i produktach mięsnych grillowanych (tabela 1).
Na podstawie dotychczas przeprowadzonych badań wynika, iż na zawartość WWA w mięsie grillowanym istotny wpływ ma zastosowana metody grillowania oraz stopień wysmażenia produktu. Do ważnych czynników wpływających na poziom WWA w produktach z grilla należą także temperatura i czas ogrzewania, czy odległość rusztu od paleniska. Bardzo duże znaczenie w tworzeniu WWA ma również zawartość tłuszczu w surowcu, a szczególnie związany z tym jego wyciek w czasie grillowania. Kapiący na rozgrzany brykiet drzewny tłuszcz ulega pirolizie, w wyniku czego powstają WWA, które następnie osadzają się na powierzchni grillowanych potraw.
Tabela 1. Najwyższe dopuszczalne poziomy WWA.
W jednej z prac dokonano porównania wpływu metody grillowania na zawartość benzo[a]pirenu w mięsie kurcząt. Mięso poddano grillowaniu trzema metodami: na grillu tradycyjnym bezpośrednio nad węglem drzewnym, na grillu tradycyjnym z wykorzystaniem aluminiowych tacek oraz na grillu elektrycznym. Dodatkowo mięso grillowano w dwóch wariantach – jako średnio wysmażone oraz bardzo silnie wysmażone. Uzyskane wyniki wskazały, iż najwyższą zawartością benzo[a]pirenu charakteryzowały się produkty mocno wysmażone. Średnio wysmażone mięso z uda kurczaka zawierało 0,15-0,46 µg/kg BaP, zaś ten sam produkt bardzo silnie wysmażony zawierał aż 0,73 µg/kg BaP. Jeszcze więcej toksycznego związku zawierała silnie zwęglona skóra grillowanego uda kurczaka – ponad 138 µg/kg. Istotny wpływ na zawartość WWA w produktach miała także zastosowana metoda grillowania.
Najwyższą zawartością bezno[a[pirenu charakteryzowały się produkty grillowane na tradycyjnym grillu, bezpośrednio nad powierzchnią węgla. Zastosowanie aluminiowych tacek pozwoliło w łatwy sposób ograniczyć zawartość szkodliwych WWA. Jeszcze niższą zawartość BaP stwierdzono w produktach grillowanych na grillu elektrycznym. Dla porównania skrzydło z kurczaka grillowane bez tacki zawierało 4,26 µg/kg BaP, z użyciem aluminiowej tacki 0,13 µg/kg, zaś przygotowane na grillu elektrycznym – 0,06 µg/kg.
W innych badaniach wykazano, iż największa kumulacja WWA znajduję się w warstwach powierzchniowych produktu. W związku z tym, możliwe jest znaczące ograniczenie spożycia toksycznych związków poprzez odrzucenie zewnętrznych warstw grillowanego wyrobu (np. skórki na kiełbasie).
Badacze podjęli także próbę określenia wpływu zawartości WWA w grillowanych produktach mięsnych w zależności od zawartości tłuszczu w surowcu. Badania wykazały, iż w grillowanym boczku, o zawartości tłuszczu 45%, zawartość benzo[a]pirenu wyniosła 5,34 µg/kg. Wynik przekracza normy zawarte w rozporządzeniu Komisji (WE) nr 835/2011 i taki produkt nie powinien być spożywany przez ludzi. W pozostałych badanych produktach (karkówce wieprzowej i filecie indyczym) zawartość analizowanych WWA była o około 40% niższa niż w boczku.
Do innych szkodliwych związków, które powstają w grillowanych produktach należą heterocykliczne aminy aromatyczne (HAA). HAA to grupa związków powstających na skutek pirolizy aminokwasów lub białek zawartych w żywności, którą poddano obróbce termicznej. W wysokiej temperaturze (150-300°C) aminokwasy budujące białka mięsa czy ryb wchodzą w tzw. reakcje Maillarda z kreatyną i sacharydami, w wyniku czego powstają HAA. Największą zawartością HAA charakteryzują się powierzchniowe warstwy mięsa czy ryb, które były pieczone nad otwartym ogniem.
Cząsteczka HAA składa się z pierścieni aromatycznych oraz grupy aminowej i metylowej, które ułożone są w różnych pozycjach. W zależności od diety i sposobu obróbki produktów spożywczych dzienne spożycie HAA przez dorosłego waha się w przedziale od 1 do nawet 17 ng/kg masy ciała. Zawartość tych związków w produktach spożywczych jest uzależniona od wielu czynników, m.in. metody obróbki termicznej, czasu jej trwania i zastosowanej temperatury, stopnia spieczenia, z także gatunku mięsa, czy zawartości tłuszczu. Za główne źródło HAA w diecie uważane jest poddane obróbce termicznej pieczone mięso (wołowina, wieprzowina, drób czy ryby), przy czym najwięcej HAA znajduje się w dobrze wysmażonym mięsie czerwonym. Jednak wykryto je także w kawie, piwie, czy dymie papierosowym.
Powstające w wyniku obróbki termicznej HAA wykazują działanie mutagenne, a część z nich zaliczana jest do kancerogenów. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, iż najczęściej związki te przyczyniają się do mutacji, które mają udział w powstawaniu nowotworów piersi i jelita.
W celu ograniczenie powstawania HAA w produktach grillowanych zaleca się obróbkę w temperaturze poniżej 180°C oraz unikanie przypalenia mięsa.
Poza zagrożeniami chemicznymi, nieodpowiednia obróbka termiczna mięsa na grillu może stać się przyczyną zatrucia pokarmowego.
Surowe czy niedopieczone mięso wieprzowe, może być źródłem groźnych dla zdrowia bakterii Yersinia enterocolitica, które wywołują chorobę zwaną jersiniozą. Obecność mikroorganizmów w produktach jest skutkiem ich wtórnego zanieczyszczenia podczas uboju. Bakterie Yersinia enterocolitica mogą się rozwijać w warunkach tlenowych, jak również beztlenowych, w temperaturze 0-44°C. Oznacza to, że ich wzrost może następować nawet podczas przechowywania mięsa w lodówce.
Objawy zakażenia pojawiają się zazwyczaj po 4-7 dniach od spożycia zanieczyszczonego produktu i mogą się utrzymywać do 3 lub nawet więcej tygodni. Najczęściej zakażenie wiąże się objawami typowymi dla zatrucia pokarmowego tj. biegunka, ból brzucha, gorączka, czasem wymioty. W rzadkich przypadkach jersinioza może przybierać bardziej niebezpieczną formę posocznicową, rumień guzowaty czy inne zmiany skórne. Dlatego istotne jest, aby potrawy były grillowane przez okres czasu zapewniający ich całkowite upieczenie.
Z roku na rok grillowanie staje się coraz bardziej popularne. Najczęściej spożywane są grillowane produkty mięsne, które charakteryzują się wyjątkowym smakiem i aromatem. Podczas grillowania nie należy jednak zapominać, że obróbka mięsna w tak wysokiej temperaturze sprzyja powstawaniu toksycznych substancji, które mogą negatywnie wpływać na nasze zdrowie. Najlepszym sposobem ograniczenia ich powstawania jest grillowanie produktów na aluminiowych tackach lub użycie grilli elektrycznych.
mgr inż. Sylwia Mirowska