正所謂“民以食為天”,中華民族對美食的追求更是到達了“登峰造極”的境地。為了充分發揮食物的美味,人們各顯神通、盡展廚藝——炒、炸、燒、焗、燉、烤、煮、煎、蒸、烹等等,不同的烹飪方式也成就了“舌尖上的中國”。
就菜品呈現上來說,不一樣的烹調技法難分伯仲,每一種都“有所長”;但從營養和健康層面來看,卻大相徑庭。尤其是部分使用高溫來煎炒烹炸食物的方式,更是與諸多健康風險相關。
世界衛生組織下屬的國際癌症研究機構(IARC)提供的證據顯示,高溫油炸食物(比如油條、薯條、炸丸子等)屬於2A類致癌物,即對人很可能致癌。
美國癌症研究所開展的研究也證實了該觀點——經常性食用高溫烹調的紅肉,與大腸癌、胰腺癌以及代謝綜合徵(比如2型糖尿病和心血管疾病)相關,甚至與壽命呈負相關。當然,不僅僅是紅肉,高溫烹飪下的蔬菜同樣會帶來健康危害。
近日,來自史丹佛大學的研究團隊發現高溫烹飪食物損害健康的另一大罪證——高溫烹飪食物會破壞食物中的DNA,而這些被損害的DNA會透過代謝整合進新細胞或者被攝入小鼠的腸道基因組大量吸收,進而導致新宿主的DNA雙鏈斷裂。
換言之,高溫烹調誘發的DNA損傷,或具有遺傳風險!
https://doi.org/10.1021/acscentsci.2c01247
日常飲食中,人們在關注平衡膳食時往往只會留意三大營養素——碳水化合物、蛋白質和脂肪,卻忽視了DNA。DNA是哺乳動物細胞中的重要大分子之一,約佔細胞質量的0.3%;這意味著,當你食用一塊500g的牛排時,約攝入>1g的DNA。
在正常攝食的情況下,人類及其他哺乳動物攝入食物中的DNA後,DNA會在胰液和腸液中核酸酶的作用下迅速分裂和水解,形成產物2′-脫氧單核苷酸(主要是5′-單磷酸鹽)。而接下來,細胞膜上的5′-核苷酸酶會進一步去磷酸化產物2′-脫氧核苷5′-單磷酸鹽,產生遊離的核苷酸,最終被攝入細胞內環境,並參與核苷酸的補救合成途徑。
來自天然食物的DNA就像上述途徑中描述得那樣,按部就班地被攝入、分解,再進入到正常的合成代謝途徑之中。但如果攝入食物本身的DNA就已經遭到了損傷,這種基因上的病變是否會傳遞給正在吃這個食物的你呢?又會對你的健康造成怎樣的重大影響?以上問題仍懸而未決,也是科研學者重點關注物件。
食物DNA損傷假說
事實上,DNA的體外熱穩定性並沒有預想中好——維持在95°C的長時間加熱,就能加速DNA中胞嘧啶向尿嘧啶轉化的脫氨基反應,這也是體外高溫引起DNA損傷的最常見形式。然而,烹飪食物的溫度往往高於95°C,且加熱時間會持續數分鐘至數小時不等,這意味著食物中的DNA在高溫的洗禮下早已變得“面目全非”。
為了觀察到具體的變化情況,研究者測試了碎牛肉(瘦肉率80%)、碎豬肉(瘦肉率80%)和土豆,在煮沸(約100°C)20min或烤箱設定的220°C溫度下烤15min後,三種食物DNA的損傷結構。
結果顯示,與最初的生食相比,熱加工後食物中的DNA出現了明顯的損傷。對比來說,肉類的DNA損傷量高於土豆,高溫烹調(烘烤220°C)效果更甚。
就絕對值而言,最常見的損傷形式是2’-脫氧尿苷(dU,核苷酸中胞嘧啶變為尿嘧啶)和8羥基脫氧鳥苷(8-oxo-dG,鳥嘌呤氧化),在烘烤前後分別增加了10倍和3.5倍;如果與對照水平相比,則是dU和8,5′-環嘌呤-2′-脫氧核苷(約8倍)增加的倍數最大。
比如,在烤制15分鐘後,肉類中dU水平升高至每百萬核苷酸300鹼基。如果在此基礎上,再延長烘烤時間或持續數小時的煙燻,DNA的損傷程度或達到駭人聽聞的程度。
加熱後食物中DNA損害量明顯增加
當然,一開始的細胞並不會任由這些“破壞者DNA”擺佈,當少數dU進入細胞內,它們會啟動修復途徑來清除。但當dU濃度一高,修復途徑就顯得“捉襟見肘”了,這些受損的2’-脫氧核苷被細胞攝取後不斷累積,最終誘導線粒體和基因組DNA損傷。
具體來說,當研究者將倉鼠卵巢細胞暴露於受損的嘧啶dU、5-OH-dU和5-OHdC中,觀察到了明顯的細胞毒性——僅24小時的暴露下,染色體畸變(包括染色體間隙、染色體交換和染色體重排)平均增加了3倍。
可見,dU具有遺傳毒性,能夠損傷基因功能並促進突變,使細胞發展為無法自控地複製的癌細胞。
DNA受損對細胞的影響
為了得到完整的過程,研究者使用小鼠模型進行了模擬。
透過口服的方式,每日給小鼠餵食2mg的dU。在持續一週的餵養之後,小鼠小腸gDNA中存在的dU水平明顯高於對照組,十二指腸和空腸中每百萬個gDNA鹼基中增加了2000dU,分別升高了15倍和3.5倍。
研究者總結道,高溫烹調後食物DNA有著更高的dU水平,在食用之後會被小腸絨毛中腸細胞吸收,這些受損成分會直接進入核苷酸的補救合成途徑,最終整合成為小鼠的細胞DNA,進而誘發遺傳風險。
dU餵養之下小鼠體內的變化以及遺傳風險
綜上所述,本研究提出了一個很新穎的觀點——高溫烹飪對食物本身DNA損害,或會被攝食者吸收並改變其DNA,進而產生遺傳風險。而該機制,與此前發現的高溫產生雜環胺等小分子物質的影響是獨立的。
值得注意的是,不同的烹飪方法以及不同的食材的DNA損害程度也有著巨大的差別。依文章中的對比來看,烹飪方式是有優劣之分的,水煮肉片就優於烤肉;而蔬菜和肉類也存在差別,比如烤土豆就好過烤牛肉或者烤豬肉。
至於為什麼炸薯條比炸豬排風險小?研究者認為,加熱后土豆的DNA損傷之所以能遠低於豬肉和牛肉,與植物組織中其他成分帶來的實質性保護作用是分不開的。
雖然更多的答案還需要深入探索,但這項研究也給大家提了個醒:在平時的烹飪過程中,儘量選擇在更低溫度以及更短時間下準備食物,特別避免高溫油炸、燒烤等方式。不然,你吃的每一口食物都在改變你,甚至會影響你的後代!
參考資料:
[1]Cross, A. J.; Sinha, R. Meat-Related Mutagens/Carcinogens in the Etiology of Colorectal Cancer. Environ. Mol. Mutagen. 2004, 44, 44– 55, DOI: 10.1002/em.20030
[2]Ramirez-Anaya, J. d. P.; Samaniego-Sanchez, C.; Castaneda-Saucedo, M. C.; Villalon-Mir, M.; de la Serrana, H. L.-G. Phenols and the Antioxidant Capacity of Mediterranean Vegetables Prepared with Extra Virgin Olive Oil Using Different Domestic Cooking Techniques. Food chemistry 2015, 188, 430– 438, DOI: 10.1016/j.foodchem.2015.04.124
[3]Jun YW, Kant M, Coskun E, Kato TA, Jaruga P, Palafox E, Dizdaroglu M, Kool ET. Possible Genetic Risks from Heat-Damaged DNA in Food. ACS Cent Sci. 2023 Jun 1;9(6):1170-1179. doi: 10.1021/acscentsci.2c01247. PMID: 37396864; PMCID: PMC10311654.
來自: 生物谷