Gıdaları Pişirme Sırasında Oluşan Toksik Maddeler

Özet:

• Gıdalara uygulanan yüksek ısıl işlemler sırasında sağlığa zararlı birçok bileşik oluşabilmektedir. 
• Bu bileşiklerin oluşumu engellemek ve azaltmak için bazı uygulamalar tavsiye edilir.
• Pişirme sıcaklıklarının düşürülmesi, kızartma ve ızgara gibi doğrudan ısıl işlem uygulamaları yerine haşlama ve buharda pişirme yöntemlerinin kullanılması, pişirilecek gıdaya bazı ön işlemler uygulanması, uygun depolama ve kızartmanın sonucu oluşan renge dikkat edilmesi bu bileşiklerin oluşumunun azaltılmasında uygulanabilecek yöntemlerden bazılarıdır. 

Gıdaların pişirilmesi ve hazırlanması işlemleri sırasında sağlığa zararlı bazı kimyasal bileşiklerin oluştuğu bilinmektedir. Bu toksik bileşikler, çoğunlukla gıdada istenen aroma, renk ve tat gelişimi sırasında yan ürünler olarak açığa çıkmaktadır. Bunlardan bazıları, polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH), heterosiklik aromatik aminler (HAA), heterosiklik aminler (HCA), akrilamid, ileri glikasyon ürünleri (AGEs), 5- hidroksimetilfurfural (HMF), furan, akrolein olarak sıralanabilir. 

Polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH); su, hava ve toprakta kirlilik olarak bulunmaları nedeniyle birçok gıda ürününe bu yolla girebilmektedir [1]. Ancak gıdalarda polisiklik aromatik hidrokarbonların asıl kaynağı yüksek sıcaklıklarda gerçekleşen pişirmedir. Yüksek PAH konsantrasyonlarına ızgara ve barbekü etlerde rastlanmış olup, ateşle doğrudan temas eden etlerde, tütsülenmiş et ve balıklarda yüksek seviyelerde görülmüştür [2].     

Pişirme sırasında PAH oluşumu gıdanın türüne, pişirme türüne ve pişirme süresine bağlı olarak değişebilmektedir. Ancak PAH’ların genotoksik ve kanserojen etkileri nedeniyle, gıdalarda olabildiğince az oluşmasına dikkat edilmesi tavsiye edilir [1]. Gıdalarda oluşumunu azaltmak için yağsız etlerin ve balıkların tercih edilmesi, pişirme sırasında yağların ısı kaynağı ile teması engellenmesi, pişirme sıcaklıkları düşürülmesi, elektrikli ızgaraların kullanımı, pişirme sırasında etin sık aralıklarla çevrilmesi, ızgara süresini kısaltmak için ete ön pişirme uygulanması ve tütsüleme için hazır tütsü aromaları kullanılması önerilmektedir [1],[3].

Heterosiklik aminler (HCA), kırmızı ve beyaz etlerin ve balıkların   200 ℃'den yüksek sıcaklıklarda pişirilmesi sırasında oluşan potansiyel karsinojen toksik bileşiklerdir. Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı tarafından potansiyel kanser yapıcı Grup 2A olarak sınıflandırılmışlardır. Oluşum mekanizması hala tam olarak bilinmese de gündelik hayatlarımızda ekmek ve patatesin kızarmasından sorumlu olan Maillard esmerleşme reaksiyonlarının bir yan ürünü oldukları düşünülmektedir. Yüksek sıcaklıklar ve uzun pişirme süreleri, direkt ısı aktarımı sağlayan ızgara ve kızartma uygulamaları HCA konsantrasyonunu arttırmaktadır. Et ve balıkları 200 ℃ altında pişirme, pişirme sürelerini kısaltma, ızgara ve kızartma yerine dolaylı pişirme yöntemleri olan haşlama ve buharda pişirmeyi tercih etme ve pişirmeden önce marinasyon uygulamaları HCA oluşumunun azaltılması için önerilmektedir [1].

Furan, ısıl işlem görmüş gıda ve içeceklerde doğal olarak oluşan; özellikle kahve, konserve meyve ve sebzelerde, soya sosunda ve kahvaltılık gevreklerde görülen toksik bir bileşiktir [1]. Düşük konsantrasyonlarda bile, 150 ℃’nin üzerinde ısıl işlem görmüş ürünlerin duyusal özellikleri üzerinde oldukça etkilidir [4]. Furan, Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı tarafında insanlarda potansiyel kanserojen yapıcı olarak Grup 2B sınıfına alınmıştır [5].

Akrilamid, özellikle patates kızartmalarında, bisküvi, ekmek ve hamur işlerinde, kızarmış kahvaltılık gevreklerde ve kavrulmuş kahvelerde yüksek konsantrasyonlarda bulunmaktadır. Yüksek karbonhidrat içerikli gıdaların 120 ℃’de ısıtılması sonucu açığa çıkmaktadır. Açığa çıkan akrilamid miktarı, serbest asparajin amino asidi, karbonhidrat miktarı, pişirme süresi ve sıcaklığı ile değişmektedir [1].

Akrilamid bir nörotoksin olması nedeniyle, yüksek miktarda maruz kalınması ile el ve ayaklarda hissizliğe sebep olur. Öte yandan gıdalarda bulunduğu seviyeler ile bu nörolojik etkinin görülmesi çok muhtemel değildir. Hayvanlar üzerinde yapılan araştırmalar sonucu genotoksik ve karsinojenik etkileri görülmüş bu nedenle Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı tarafından muhtemel karsinojen (Grup 2A) olarak sınıflandırılmıştır [1].

Patateslerde akrilamid oluşumu en çok kızartma işlemi sırasında gerçekleşirken, haşlama ve kabuğu soyulmamış patateslerde akrilamid oluşumu görülmemiştir. Kızartma işleminden önce çiğ patates dilimlerini 15-30 dakika suda bekletmek, patatesleri buzdolabında değil karanlık, soğuk bir yerde saklamak, kahverengi renge kadar değil altın sarısı renge kadar kızartma uygulamak, açık kahverengi renk oluşacak şekilde ekmek kızartmak ve koyu kahverengi yerleri tüketmemek akrilamid oluşumunu azaltmak için tavsiye edilmektedir [6].

Akrolein, 150 ℃ üzerinde gerçekleşen pişirme işlemleri sırasında oluşan, uçucu, toksik bir bileşiktir. Karbonhidrat içerikli ürünlerin pişirilmesi sırasında Maillard reaksiyonları sonucu oluşabilmektedirler. Özellikle ahududu, çilek, üzüm olmak üzere meyvelerde, domates, balık ve peynirlerde görülmektedir [4]. 

5-hidroksimetilfurfural, gıdalara uygulanan yüksek ısıl işlemler sırasında oluşan, genellikle bal, narenciye suları, kurutulmuş meyveler, dondurulmuş bezelyeler, üzüm suları, şaraplar, kahve, karamel ve ekmeklerde rastlanan toksik bir bileşiktir [7]. Gıdalarda HMF Maillard reaksiyonları sonucu oluşabileceği gibi heksoz şekerin 150 ℃ üzerine doğrudan ısıtılması ile de oluşabilmektedir [4]. Bala uygulanan yüksek ısıl işlemler, uzun ve uygun olmayan saklama koşulları sırasında baldaki HMF konsantrasyonunun arttığı bildirilmiştir.  Bu nedenle HMF konsantrasyonu balın kalitesini belirlemede kullanılmaktadır [8]. Balların yüksek ısıl işlem uygulaması ile zarar görmediğinden ve tüketime uygun olduğundan emin olmak için, Türk Gıda Kodeksi tarafından, ballarda bulunmasına izin verilen HMF miktarı 40 mg/g’dır [9]. 

Yüksek şeker içerikleri nedeniyle reçellerde de HMF oluşumunun depolama süresi ve ısıl işlem uygulaması ile arttığı belirtilmiştir. Reçellerde bulunan HMF bileşiklerinin depolama sırasında kahverengi renk oluşumuna sebep olduğu görülmüştür [10]. 

İleri glikasyon ürünleri (AGEs), diğer adları ile glikotoksinler, bazı gıdaların pişirilmesi sırasında veya doğal olarak hayvansal dokularda bulunan oldukça oksidatif bileşikler olup diyabet, kardiyovasküler hastalıklar ve Alzheimer gibi birçok hastalıkla ilişkileri olduğu bilinmektedir. Yüksek sıcaklıklarda kızartma, kavurma ve ızgara işlemleri uygulanan kırmızı ve beyaz etlerde, balık ve yumurtalarda yüksek konsantrasyonlarda rastlanmıştır. Pişirme sürelerini kısaltmak ve pişirme sıcaklıklarını 200 ℃’nin altında tutmak, haşlama ve buharda pişirme gibi dolaylı pişirme yöntemlerini tercih etmek ve pişirmeden önce asidik marinasyonlar (limon suyu ve sirke ile) uygulamak ileri glikasyon ürünleri oluşumunu azaltmak için önerilmektedir [1].

Gıdalara uygulanan yüksek ısıl işlemler sırasında sağlığa zararlı birçok bileşik oluşabilmektedir. Bu bileşiklerin oluşumu engellemek ve azaltmak için bazı uygulamalar tavsiye edilmektedir. Pişirme sıcaklıklarının düşürülmesi, kızartma ve ızgara gibi doğrudan ısıl işlem uygulamaları yerine haşlama ve buharda pişirme yöntemlerinin kullanılması, pişirilecek gıdaya bazı ön işlemler uygulanması, uygun depolama ve kızartmanın sonucu oluşan renge dikkat edilmesi bu bileşiklerin oluşumunun azaltılmasında uygulanabilecek yöntemlerden bazılarıdır. 

Kaynakça

[1] Chapter 2.2. Non-biological chemical contaminants. (2012). The Food Safety Hazard Guidebook, 339–414. https://doi.org/10.1039/9781849734813-00339

[2] Phillips, D. H. (1999). Polycyclic aromatic hydrocarbons in the Diet. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, 443(1-2), 139–147. https://doi.org/10.1016/s1383-5742(99)00016-2

[3] Agency, S. G. S. F. (n.d.). Risk at a glance. SFA. Retrieved November 22, 2022, from https://www.sfa.gov.sg/food-information/risk-at-a-glance/chemicals-produced-when-cooking-meat

[4] Koszucka, A., & Nowak, A. (2018). Thermal processing food-related toxicants: A Review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 59(22), 3579–3596. https://doi.org/10.1080/10408398.2018.1500440

[5] IARC., furan, dry cleaning, some chlorinated solvents and other industrial, chemicals (1995), p. 393

[6] Center for Food Safety and Applied Nutrition. (n.d.). Acrylamide and diet, food storage, and Food Preparation. U.S. Food and Drug Administration. Retrieved November 22, 2022, from https://www.fda.gov/food/chemical-contaminants-food/acrylamide-and-diet-food-storage-and-food-preparation

[7] van Putten, R.-J., van der Waal, J. C., de Jong, E., Rasrendra, C. B., Heeres, H. J., & de Vries, J. G. (2013). Hydroxymethylfurfural, a versatile platform chemical made from renewable resources. Chemical Reviews, 113(3), 1499–1597. https://doi.org/10.1021/cr300182k

[8] Shapla, U. M., Solayman, M., Alam, N., Khalil, M. I., & Gan, S. H. (2018). 5-hydroxymethylfurfural (HMF) levels in honey and other food products: Effects on bees and human health. Chemistry Central Journal, 12(1). https://doi.org/10.1186/s13065-018-0408-3

[9] Resmi Gazete, Türk Gıda Kodeksi Bal Tebliği, Tebliğ no: 2020/7, Sayı: 31107.

[10] Aslanova, D., Bakkalbasi, E., & Artik, N. (2010). Effect of storage on 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) formation and color change in jams. International Journal of Food Properties, 13(4), 904–912. https://doi.org/10.1080/10942910902908896