“炒菜1小时=吸半包烟?”油烟如何影响人们的身体健康?科学家用数据说话

曾在网上盛传的“炒菜1小时=吸半包烟”的说法引起了广大人民的关注和热议,同时央视也对厨房油烟致癌问题及进行了相关报道,这让多数女性朋友们对下厨产生了畏惧心理。事实上,炒菜产生的油烟和卷烟中的化学成分大不相同,但是烹饪产生的油烟到底如何影响我们的健康,目前还未有一致的定论。

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【相关论点】

根据国际癌症研究中心以及流行病学调查表明,烹饪排放物有增大肺癌的风险。烹调会产生有害物质,包括颗粒物、挥发性有机化合物(VOC)、多环芳烃(PAH),所有这些都与负面健康影响和发病率增加有关。烹饪颗粒的毒性通常会增加随着浓度的升高和粒径的减小。据报道,烹调过程中释放的超细颗粒物(UFP)可诱导肺细胞氧化应激,并增强肺部炎症和过敏反应。尽管有相当多的流行病学和毒理学证据表明烹调排放物对人类健康的潜在有害影响,但仍然没有足够的证据表明存在接触/反应关系。

实践是检验真理的唯一标准。不通过相关实验数据证明,如何能阐明烹饪排放物对健康的影响呢?

【最新成果】

复旦大学陈建民教授团队近期通过大量实验数据给出了答案。该团队评估了五种食用油(大豆油,花生油,猪油,菜籽油,葵花油)、三种调味料(辣椒粉,胡椒粉,大蒜)和两种菜肴(番茄鸡蛋,青椒肉丝),同时描述了烹饪产生的颗粒物及相关排放物,监测了它们的活性氧(ROS)浓度,并评估了它们对暴露在人类支气管上皮细胞中的遗传损伤和表达的影响。他们的研究发现,葵花油和菜籽油产生的活性氧浓度最高。ROS的形成很可能发生在多不饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸的自氧化过程中。结果表明活性氧浓度可能是直接评估接触水平和潜在毒性的合适指标。

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作者将炊具置于引擎中央,顶部的风扇将烹饪产生的排放物吸入通风管,使一部分烹饪排放物进入稀释器并连接到多支管内,当颗粒浓度监测达到稳定值后,所有仪器开始记录如图1,每组数据重复三次。

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图1.装置示意图。

 

【烹饪产生的颗粒物及化合物分析】

在烹饪过程中对五种食用油的平均粒子数浓度和平均粒子质量浓度及逆行分析,发现大豆油加热释放的颗粒数浓度最大,花生油最少(图2a)。对于两种菜肴,使用大豆油导致颗粒数浓度更大。图2b显示了尺寸颗粒质量浓度的关系。尺寸小于1μm的颗粒几乎占总颗粒质量的100%。对于添加调味料加热的油,小颗粒的比例增加。而菜肴中青椒肉丝在57-93 nm范围内产生更多的颗粒。其他研究也得出结论,煎炸培根、猪肉和牛肉比煎蛋和蔬菜产生更多的超细颗粒物。

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图2.烹饪过程中五种油的平均粒子数浓度和平均粒子质量浓度以及粒子尺寸百分比。

 

分析了烹饪过程产生的颗粒物尺寸以及分布后,接下来需要研究烹饪过程中到底产生了哪些化学物质以及相关含量?

这里作者通过监测手段研究了烹饪过程中挥发性有机化合物(VOC)的含量及百分比(文中确定了29种化合物,3种烯烃、4种芳烃、20种含氧有机化合物(O-VOCs)和2种含氮有机化合物(N-VOCs)),发现大豆油产生的VOC种类最多,花生油产生的VOC最少,五种食用油产生的VOC排序为:大豆油>菜籽油>猪油>葵花油>花生油(图3a)。

大豆油中甲酸和乙醇的含量最高,其次是苯和丙烯醛。

花生油中苯的含量最高,其次是甲酸和乙醇和丙烯醛。

加热葵花油、菜籽油和猪油的顺序与花生油相同,菜籽油产生的苯含量最高(图3b)。

在此,我们可发现为了降低挥发性有机化合物的产生,我们可尽量使用花生油呢!

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图3.(a) 不同烹饪过程产生的挥发性有机化合物浓度;(b)不同烹饪过程产生的挥发性有机化合物的占比。

 

确认了烹饪过程中产生的二十多种挥发性有机化合物后,这些化合物到底如何影响我们的健康呢?

作者通过分析不同食用油中的活性氧(ROS)含量发现,菜籽油和葵花油产生的ROS最多,并且燃烧含氧量高的脂肪酸甲酯(FAME)更有可能产生更高浓度的ROS,同时不饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸由于其分子结构的高度不饱和,极易发生自氧化,通过不同的反应途径形成活性氧(图4).由于菜籽油中单不饱和脂肪酸含量最高,因此烹饪过程中极易产生ROS。另外,调料的添加会增大VOC的排放量,间接加速ROS的产生。

为了证明产生的ROS对人体健康的影响,接下来作者将培养的人类支气管上皮细胞暴露于烹饪排放物中,并研究ROS含量与细胞活性及相关基因表达的关系发现(图4):

(1) 总ROS浓度越大,细胞活力越低, 这一现象直接证明了ROS的细胞毒性。

(2) ROS的暴露与IL-8基因的相关性最高,由于IL-8是细胞内氧化应激的标志物,这清楚地表明了ROS在诱导细胞内炎症中的重要性,最终导致细胞活力降低。

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图4. ROS反应路径以及ROS含量与细胞活性之间的关系。

 

【后记:烹饪妙招】

据中国科协科普中国平台发布的防烹饪挥发物技巧,小编总结如下:

(1) 开火前打开抽油烟机

(2) 油温5~6成热即可

(3) 反复烹炸的油不要用了

(4) 炒菜时的油温也要有所控制(以油锅冒烟为极限)

(5) 炒完菜抽油烟机再开10分钟

(6) 从本研究也可以得出结论:使用花生油,可最大限度降低挥发性有机化合物(VOC)的产生

 

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