烤肉煙霧有毒?如何降低烤肉的危害?專家完整解密!

不知從哪時開始,烤肉好像變成中秋節的固定活動,每年到了中秋前後幾天,走在路上總是能聞到烤肉的味道。大家應該每年都會聽到烤肉的煙霧對身體有害的新聞,但除了不烤肉以外,到底有沒有什麼其他可行的做法呢?今天 MedPartner 團隊將會深入探討一下烤肉可能造成的風險,以及如何降低可能的危害,讓大家烤肉時除了拔草測個風向以外,還有別的保護方式喔!

烤肉時產生的煙不僅會讓眼睛不適,吸入肺之後也可能危害身體健康。但你知道嗎?其實人身上的皮膚也能吸收這些煙霧裡面的有害成分!在這篇文章中,我們會告訴你烤肉的煙裡面的有害物質是什麼?會從哪些管道進入人體內?而這些物質影響人體健康的作用機制又是什麼?希望在看你看完之後,除了更注意日常的空氣污染外,烤肉時也要注意過程中產生的煙。

這篇文章有點長,底下先把結論摘錄出來,當然可以的話還是希望你能把之後的內容看完,幫助你對這個主題有更深入的了解。

  1. 烤肉冒出來的煙裡面,有一類名為多環芳香烴( PAHs )的碳氫有機化合物
  2. PAHs 能以吸入吃入,以及肌膚接觸進入人體內
  3. 進入體內的 PAHs 可能會順利被代謝排出體外,但代謝過程中的產物如果和蛋白質或 DNA 結合,就可能對健康產生危害,進而產生致癌風險
  4. 某些種類的PAHs已經被認定為是第一級致癌物(菸酒也是一級致癌物)
  5. 烤肉過程中減少 PAHs 產生的技巧:少油脂、多翻面、避免起火直接燒到食材、避免與煙霧接觸、烤肉穿的衣服要儘快清洗
  6. 吃烤肉避免 PAHs 傷害的方法:同時多吃些新鮮的蔬菜水果
  7. 除了炭烤以外,考慮用瓦斯烤爐或是電磁烤爐,也是不錯的做法喔!

 

烤肉時冒出來的煙有什麼問題?重點在PAHs這玩意!

烤肉冒出來的煙總是能引誘人們的食慾,只是隱藏這香氣背後,其實潛藏了對健康有害的物質在裡頭。在烤肉冒出來的煙裡,有一種名為多環芳香烴( Polycyclic aromatic hydrocarbons ,簡稱 PAHs )的有機化合物。 PAHs 這種化合物就是烤肉可能造成人體傷害的主要成分。

 

多環芳香烴(PAHs)是什麼?

PAHs 是一大群有機化合物的統稱,這類分子僅由碳與氫,兩個原子構成,有著兩個或兩個以上的芳香(苯)環的結構。 2 和 3 環的低分子量 PAHs 主要以揮發的狀態出現在空氣當中,而 5 環以上的 PAHs 則大多與粒子結合在一起。 PAH 是親油性的分子,且在環境中相對穩定。一般而言,疏水與流動性會隨著苯環的增加而減少。

PAHs 跟 PM 2.5 都會飄在空氣裡。大家可能會好奇,這兩者之間有什麼關係呢?有些 PAHs 自己本身就能在空氣裡面飄,但也有些 PAHs 會和空氣中的懸浮粒子結合。因此,有些 PM 2.5 中也會帶有 PAHs 。不過在這篇文章,我們會聚焦在烤肉產生的 PAHs 上,不會著墨在 PM 2.5 。

空氣裡面的 PAHs 通常不會是單一出現,大多是混合物。世界衛生組織的國際癌症研究中心把一些 PAHs 視為可能或很可能的致癌物質,其中就把有些成分甚至是直接被列為第一級致癌物,也就是對人體有明確致癌性的物質或混合物。

 

PAHs 哪來的?

烤肉的煙還有空氣裡的 PAHs 是哪來的呢?主要是因為含碳物質不完全燃燒的時候產生。室內空氣的 PAHs 不僅會從戶外入侵,也會在室內產生,如抽煙、烹飪、家用燃油暖氣和開放式壁爐,另外點香、蠟燭和燒金紙也會出現 PAHs 。

現代都市或郊外工業區裡,交通排放是戶外主要的 PAHs 來源。但在中秋節前後,就還要再加上烤肉這個來源嘍。

 

烹調與 PAHs 的生成量

食物在烹飪的過程中多少會產生 PAHs ,主要影響的因素有兩個:

  1. 食材本身的油脂含量:油脂含量多的食物,會產出較多的 PAHs 。
  2. 烹調的方法:水煮或蒸產生的量最少,而油炸與燒烤的生成量最多。

看到這,就知道為什麼我們要講烤肉了吧!

烹調方式與PAHs生成量此外,加熱的燃料本身,也會影響 PAHs 的生成量,從下表可以看到天然氣加熱產生的量要比木炭、煤磚和木材的少上許多。不過呢,如果用的是電磁爐之類沒有燃燒的加熱方式,就不會有來自燃燒產生的 PAHs 了。

不同燃料PAHs和B[a]P排放量

 

烤肉一攤會接觸到多少 PAHs?

烤肉煙霧的接觸要看實際接觸的量,但我們還是可以試著推算一攤烤肉吃下來可能會吃到多少 PAHs 。接下來的計算,我們算的是 PAHs 中特別毒的 B[a]P 這個成分,由於非肉類食物的 B[a]P 含量通常較低 ,至於人們一天到底接觸多少倒是可以參考韓國人平常的接觸量,研究調查發現他們平均一天 B[a]P 的攝取量是 70-190 ng ( Ref. 1 )。

不同地區一日B[a]P的攝取量下表列出烤肉會吃到且有參考資料的食物數據,份量的設定是採比較客氣推估,如果表內的食物都有吃到一份,那麼這場烤肉結束後,總共會吃到 5 千 ng 以上的 B[a]P 啦。然後呢,如果你參加的是吃到撐的烤肉趴,嗯…很多。

部分食材烤熟後B[a]P含量

 

PAHs 造成危害的作用機制

不是所有的 PAHs 都對人體有害,接下來要討論的機制是以可能有害的 PAHs (例如 B[a] P )來說明。詳細的作用機制有點複雜,不過你以先看以下簡短的摘要,有興趣再看詳細說明的內容:

  • PAHs 能藉由吸入吃入以及皮膚接觸等方式進入人體內,並快速分布全身。

只是 PAHs 是脂溶性的分子,沒辦法直接被腎臟排出,因此得先經過一些解毒酵素的作用再與一些分子結合,最後變成水溶性的分子而排出體外。如果能順利走完這個過程, PAHs 就能在不造成危害的情況下給代謝掉,但問題在於這條代謝路徑有分歧,過程中會出現具有反應性的中間產物,如果運氣不好跟細胞內的蛋白質或 DNA 先結合了,代謝就往不好的方向進行了。

  •  PAHs 中間產物和細胞內各種蛋白質結合,這些蛋白質的功能就可能會受損或喪失,進而影響細胞的功能,嚴重時可能致癌。

PAHs 中間產物如果和 DNA 的核苷酸結合就會影響 DNA 的序列,如果這個錯誤沒被修正就被編碼了,就可能出現突變,突變的結果可能不會有影響,也可能引發癌症。實際上人暴露 PAHs 到引發癌症的過程中,體內是有應對的機制來避免這件事情的發生,因此不需要太過於擔心,不是碰到它們就一定會得癌症。

想看更詳細的機制說明嗎? 那就接著看下去吧!

 

PAHs 進入人體的三種方式

相信你八成有過這樣的經驗,隔著烤肉網烤肉的時候,魚或肉的油會滴到熱源去,然後就發爐了,不僅會出現大量的煙霧,還會出現火焰。煙的 PAHs 也會附在食物上,大火直接燒到魚肉也會讓食材本身產生 PAHs。從這個過程可以知道,在烤肉的時候,PAHs 能被人從鼻子吸入或是跟著食物一起吃進體內

除了吸入與吃這兩種方式,PAHs 還有一種進入人體的方式:皮膚吸收!單就烤肉來看的話,直接從食物吃到的 PAHs 量是最多的,但吸入跟肌膚接觸哪個多就不確定。不過近來有篇研究找了一些人來烤肉,並依接觸烤肉煙霧的程度分組,再分析參與者們的尿液,結果發現肌膚吸收量 > 吸入量

研究也提到烤肉煙霧裡面的油可能促使肌膚對 PAHs 的吸收。另外,衣服能暫時減少肌膚對 PAHs 的吸收,不過當衣服吸飽了,保護效果就會失去,這樣的衣服如果不洗繼續穿,附在上面的 PAHs 還是會被肌膚給吸收掉( Ref. 5 )。(所以參加完烤肉趴的衣服還是建議要趕快拿去洗。)

 

代謝機制過程

雖然未代謝的 PAHs 也有毒性,但主要的問題在代謝中間產物有些具有很強的反應性。一旦 PAHs 進入生物體內,它們會需要特定的酵素經由許多步驟來進行代謝。主要負責 PAHs 代謝的是細胞色素 P450 家族裡的酵素,大部分這類酵素的功能是催化氧化有機化合物的反應。 PAHs 經細胞色素 P450 的酵素作用後會得到 PAH 環氧化物( epoxides ),接著能和穀胱甘肽( glutathione ,簡稱 GSH )結合,然後就能排出體外了。(這才是真的排毒啦。)

不過並不是所有的 PAHs 環氧化物都能跟 GSH 結合,沒和 GSH 結合的環氧化物會被轉換成酚類( phenols )和二醇類( diols )。只是這樣的 PAH 代謝物可能還是沒辦法排出體外,因此得再和葡萄醣醛酸( glucuronic acid )或硫酸( sulfuric acids )結合才能排出。

前面這一段是 PAHs 順利被代謝掉的情形,但實際上 PAHs 代謝的中間產物還有其他的命運:

  1. 跟細胞內的蛋白質結合:蛋白質跟 PAHs 結合之後,原本的功能就會受損,甚至是喪失。
  2. 和 DNA 的核苷酸結合:當 PAHs 的中間產物跟 DNA 上的某個核苷酸結合,會使 DNA 序列發生變化,原因在於被結合的核苷酸不能拿來編碼,不過 DNA 有揪錯的機制,如果有抓到並修復就沒事,但如果沒修復到 DNA 就會發生突變,可能沒事,也可能引起癌症。

PAHs的介紹

 

PAHs 對人體健康的影響

PAHs 對人類健康的影響主要看接觸的時間管道、 PAHs 的濃度,還有 PAHs 的相對毒性。許多其他因素也可能影響 PAHs 對健康的影響,包含主觀因素,如既有的健康狀態和年齡。

 

短期間接觸 PAHs 對人體健康的影響

現在我們還不確定短期間接觸 PAHs 會給人類健康帶來什麼影響。但如果是因為職業的關係,經常暴露在大量 PAHs 污染環境,就可能會引起眼睛不適、頭暈、噁心、嘔吐、腹瀉和意識混亂等症狀。

雖說有這類的症狀出現,但目前依然不能確定是眾多 PAHs 中的哪一個造成這些症狀。此外,短期接觸大量的 PAHs 也會導致皮膚不適與發炎

 

長期間接觸 PAHs 對人體健康的影響

長期暴露 PAHs 對健康的影響,可能會有免疫功能下降、白內障、腎與肝損傷(例如黃疸)、出血問題、類氣喘症狀,以及肺功能異常( Ref. 6 )。

 

生活中該如何降低來自烤肉 PAHs 的危害?

前面有提到,蒸、煮、炒、炸、烤⋯等加熱方式裡面,烤與炸產生的 PAHs 的量最多。烤肉是很好吃沒錯,但如果沒兩三天就吃一次的話,可能就會有些問題了。像過去我們談過的抗糖化飲食,就提到高溫烹調會增加食物的糖化作用,而烤肉的溫度就很適合加速糖化。還有,烤的過程中也會產生異環胺( heterocyclic amine , HA ),而這個成分也可能對人體的健康有危害。

底下提供幾點能減少烤肉時 PAHs 的產生與接觸:

  1. 看好風向:烤肉期間避免站在煙霧瀰漫的地方,減少鼻子吸入和肌膚接觸的機會
  2. 減少肌膚接觸的穿著:穿長袖、長褲,減少肌膚接觸 PAHs 的面積。只是如果在台灣中秋烤肉的話,要穿這麼多可能有點難吧!
  3. 烤完要洗衣服:穿去烤肉的衣服,結束後趕快換洗,別再繼續穿,以免附在衣服上的 PAHs 被皮膚吸收。
  4. 多翻轉食材:食材擺上烤肉架後,在一定的熟度之後記得常常翻面,這樣可以減少食物 PAHs 的生成量。豬五花肉只翻一次的 PAHs 生成量是 31.62 µg/kg,翻好幾次面(平均 5 次)的生成量是 3.28 µg/kg ( Ref. 2 )。
  5. 避免火焰直接燒烤:如果發爐的時候,請儘快把食材移走,因為直火加熱會讓 PAHs 大量產生。
  6. 富含油脂的食材要少用:富含油脂的食材加熱後比較容易產生大量的 PAHs ,因此烤肉的時候可以減少這類食材的使用,或者在處理的時候可以把多餘的油脂去掉( Ref. 2 )。
  7. 不使用煤炭,直接使用電磁烤爐或瓦斯烤爐。

降低烤肉的PAHs危害方式如果中秋節你或是親友們有烤肉的計畫,希望這篇文章能幫大家過個比較健康、安全、負擔比較小的中秋烤肉活動,另外也記得要多吃些蔬菜與水果,因為在代謝 PAHs 的時候會需要相關營養素的幫忙喔!

 

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Reference

  1. Choi H, Harrison R, Komulainen H, et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons. In: WHO Guidelines for Indoor Air Quality: Selected Pollutants. Geneva: World Health Organization; 2010. 6. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK138709/
  2. 和田俊(2016),「高温加熱により生成する多環芳香族炭化水素類(PAH)を低減する調理法の開発」,レギュラトリーサイエンス(RS) 新技術開発事業
  3. Kazerouni, N., Sinha, R., Hsu, C. H., Greenberg, A., & Rothman, N. (2001). Analysis of 200 food items for benzo [a] pyrene and estimation of its intake in an epidemiologic study. Food and chemical toxicology, 39(5), 423-436.
  4. Gao, P., da Silva, E., Hou, L., Denslow, N. D., Xiang, P., & Ma, L. Q. (2018). Human exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons: Metabolomics perspective. Environment international, 119, 466-477.
  5. Lao, J. Y., Xie, S. Y., Wu, C. C., Bao, L. J., Tao, S., & Zeng, E. Y. (2018). Importance of Dermal Absorption of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Derived from Barbecue Fumes. Environmental science & technology.
  6. Abdel-Shafy, H. I., & Mansour, M. S. (2016). A review on polycyclic aromatic hydrocarbons: source, environmental impact, effect on human health and remediation. Egyptian Journal of Petroleum, 25(1), 107-123.
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