EDWARD STEC
BADANIA BIOLOGICZNE OLEJU RZEPAKOWEGO OGRZEWANEGO W RÓŻNYCH WARUNKACH CZASU I TEMPERATURY
PRÓBA NA TRASZKACH
Z Zakładu Badania Żywności ,i Przedmiotów Użytku PZH w War~'zawie Kierownik: prof. dr M. Nikonorow
Zbadano. reakcję nabłonka traszek na wstrzyknięcie oleju rzepa- kowego ogrzewanego w temp. 170° - 30 minut i 12 godzin oraz w temp. 200° - 30 minut.
Substancje dodawane do żywnośd celowo albo iprzenikające do meJ lub tworzące się w wyniku procesów technologicznych i kulinarnych są
przedmiotem coraz liczniejszych badań toksykologicznych. Wysuwane
są bowiem przypuszczenia, że występowanie nowotworów przewodu po- karmowego może być wywołane· obecnością substancji rakotwórczych w żywności (1).
Zwrócono już szczególną uwagę na policykliczne aromatyczne węglo
wodory (2, 3). Stwierdzono związki rakotwórcze wśród barwników syn- tetycznych, przede wszystkim należących do grupy azowych (4, 5) i trój- fenylometanowych (5).
Bardzo aktualne są obecnie badania nad szkodliwością substancji
tworzących się w tłuszczach spożywczych podczas pieczenia i smażenia.
Według Custot (6), w· miarę ogrzewania tłuszczów, zwłaszcza podczas
smażenia wielokrotnego w tej samej porcji, wyraźnie wzrasta ilość związ-
. ków spolimeryzowanych. Ogrzewanie tłuszczów i olejów jadalnych po- woduje także powstawanie związków epoksydowych. Obecność ich w
ilości 1,68% stwierdzono w oliwie ogrzewanej 90 minut w temperaturze 90° (7), natomiast nie stwierdzono ich w oleju sojowym· ogrzewanym w temperaturze 180° (8). Według Seelkopfa (9), smaJec wieprzowy, sto- pione masło, olej palmowy i oliwa po smażeniu i pieczeniu wykazywały
wielokrotny wzrost zawartości związków epoksydowych.
Wyniki dotychczasowych badań toksykologicznych właściwości tłusz
czów i olejów ogrzewanych w temperaturach 90°, 180°, 200° i powyżej
200° tak w obecności tlenu, jak i w jego nieobecności, są sprzeczne (10, 11). Poszczególni autorzy stosowali: .
1) doustne wprowadzanie badanej substancji zwierz_ętom laborato- ryjnym,·
2) iniekcje podskórne,
3) pędzlowanie powłok skórnych zwierząt.
Jedni po doustnym· wprowadzeniu zwierzętom doświadczalnym obser- wowali powstawanie nowotworów dobrotliwych (12, 13), marskość i zwy- rodnienie tłuszczowe wątroby oraz chroniczne wrzody żołądka (14), za- hamowanie wzrostu (15-17), biegunki (18, 19). Inni stwierdzili pow- stawanie złośliwych guzów żołądka (20) i wątroby (1), nie wyizolowali jednak z tłuszczu związku rakotwórczego. Jeszcze inni przypisują ogrze-
wanym tłuszczom jedynie rolę czynników sprzyjających powstawaniu nowotworów (21-23).
Właściwości rakotwórcze zestalonych trójglicerydów (typu margary- ny) były przedmiotem badań szwajcarskich (24). Zarówno naturalne, jak i syntetyczne trójglicerydy nie wydawały się mieć znacznego wpły
wu na powstawanie nowotworów, natomiast przekarmianie trójglice- rydami utwardzonymi powodowało wyraźnie zwiększoną ilość nowotwo- rów złośliwych w porównaniu z dietą kontrolną, zawierającą 5% mie- szaniny różnych tłuszczów.
Wybór zwierzęcia doświadczalnego wydaje się tu nieobojętny. Np.
Kobernickowi i wsp. (25) nie udało się wywołać raka u szczurów i psów przez bezpośrednie wprowadzenie roztworu karcinogennego do gruczo-
łowej błony śluzowej żołądka. Jest więc wątpliwe czy żołądek tych
zwierząt jest wrażliwy na eksperymentalne wywołanie adenocarcinoma.
Nasuwa się wniosek, że karcinogeny, jeśli w ogóle istnieją w tłusz
czach, są słabe, i przy ich podawaniu w diecie powstawanie nowotworów wymaga dłuższego okresu inkubacji (13). W związku z tym liczni auto- rzy stosowali wstrzykiwanie podskórne jako test szybszy, inni stosowali
pędzlowanie skóry. Analizując tę grupę prac (21, 26-28), można zau-
ważyć zbieżność wyników. Uzyskane w ten sposób zmiany nowotworo- we miały cechy mięsaków (sarcoma) i lokalizowały się zasadniczo tylko w miejscu wprowadzenia substancji, na ogół bez dawania przerzutów.
Większość doświadczeń przeprowadzono na niedużej ilości zwierząt,
skutkiem czego do wyników tych trzeba się odnieść z wielką ostroż
nością.
W pracach Hendry .i wsp. (29-30) oraz Hine i wsp. (31) zwrócono
uwagę na cytotoksyczne działanie mono- i dwuepoksydów. Według auto- rów monoepoksydy posiadają obok cytotoksycznych właściwości rako- twórcze, zaobserwowane u myszy i szczurów w postaci zwyrodnień jąder
komórkowych tkanek nowotworowych, fragmentacji chromosomów i in- nych zmian patologicznych. Badania toksyczności trójepoksydów w czy- stej postaci przeprowadzone przez Seelkopfa i Salfeldera (31) na około
200 białych szczurach i myszach obu płci dało wyniki negatywne, jed- nak autorzy nie wykluczają, że inne substancje mogące wystąpić w przegrzanych tłuszczach mają właściwości rakotwórcze.
Brak jakichkolwiek danych dotyczących oleju rzepakowego oraz duże spożycie w Polsce zarówno samego oleju, jak i opartych na nim tłusz
czów utwardzonych, było przyczyną podjęcia niniejszej pracy. Celem jej było uzyskanie orientacyjnych danych o właściwościach rakotwórczych oleju rzepakowego, poddanego procesowi ogrzewania. Wykorzystano przy tym metodę zaproponowaną przez Neukomma (2), stosowaną mię
dzy innymi do badania .właściwości rakotwórczych składników dymu ty- toniowego (33, 34), węglowodorów ·po1icyklinicznych (2, 3), barwników azowych i innych barwników żywnościowych (5). W pracy tej postano- wiono zbadać, czy nabłonek traszki reaguje pozytywnie na mieszaninę
substancji powstałych w tłuszczu wskutek ogrzewania.
CZĘśC DOŚWIADCZALNA Materiał i metody
Przedmiot-em ba,dlania był olej rzepakowy rafinowany, dostarczony z Gdańskich Zakładów Przemysłu Tłuszczowego, świeży i ogrzewany. Ogrzewanie przeprawa-
dzano przy swobodnym dostępie powietrza w temperaturze 170° w czasie 30 minut oraz 12 godzin i w temperaturze 200° w czasie 30 minut*). Zbadano również olej sojowy świeży.
Badanie chemiczne olejów świeżego i ogrzewanego w podanych warunkach wy- konano metodami przyjętymi w Pols<:e **). Oznaczano: 1) liczbę kwasowości (35), 2)
liczbę jodową wg Hanusa (35), 3) liczibę Lea (36), 4) tlen ka,rbonylowy (37), 5) tlen epoksydowy (38).
Oleje świeże jak również olej rzepakowy, który poddawano ogrZJewaniu, wpro- wadzano traszkom ,pod naibłonek na bocznej stronie ogona (około 2 cm od końca)
za pomocą strzykawki tuberkulinowej z oienką igłą. Po 2-0 dniach amputowano
zwierzętom ogony i wycinki utrwalano w 6%-owym zoboję,tnionym roztworze for- maLiny. Przygotowane parafinowane seryjne skrawki o grubości około 10 ,u z miej- sca iniekcji i okolicy barwiono hematoksyliną i eozyną. Z jednego wycinka (od jednej traszki) . kontrolowano około 500 skrawków. Doświadczenia wykonano na grupach zwierząt, z który<:h każda liczyła 5 s2'Jtuk.
W a<:eni<e histopato!ogicznej brnno pod uwagę, że nie zawsze różnice w grubości epithelium wskazują ·na zmiany patologiczne. Nabłonek może ulec redu'kcji przez zbliznowacenie ran. Mogą wystąrpić niespecyfkzne reakcje, jak l1Jl. zapalenie i 2JW'iązana z tym ostra, a n.a.wet przewlekł.a infiiltracja. Te przyczyny skłoniły do oceny w doświadczeniu możliwie największej ilości skrawków. W pracy stosowano
głównie kryteria podane przez Neukomma (2), tzn. uwzględniano jalko po,zyrt;yw-
ną taką reakcję, która cechowała się ro,zrostem komórek nabłonka (hyperlasia)
.połączonym z przenikaniem ich w głąb (infiltratio).
Według Arffmanna i współprac. (39), za pozytywną reakcję należy uznać rów-
nież zdecydowanie ograniczoną hyperplazję, popieważ taki rozrost komórek nabłon
ka może reprezentować pierwszy stopień reą-kcji tkanki. Za wynik pozytywny autor przyjmował również infiltrację w miejs,liu zastrzyku połączoną z nieznaczną
tylko lokalną hyrper,plazją. W pracy uwzględniono i tę zasadę,
OMÓWIENIE WYNIKÓW I WNIOSKI
Wyniki badań biologicznych oraz dane chemiczne zestawiono w tab. I.
Przeprowadzone badania wskazują, że olej rzepakowy ogrzewany 12 godzin w, temp. 170° spowodował rozrost nabłonka u 3 traszek spośród
5 użytych do doświadczeń w tej grupie (odpowiednie zmiany przedsta- wiono na ryc. 2, 4). ·
Tabela I Badanie
Badania chemiczne biologiczne*)
liczba ·c:; I >. I
przypadk. •rt.l co o rt.l
Produkt badany o Ql .o .;,:
dodatnich E: co ..:i
...
co >. o o.liczba .o co o N CO rt.l .o co E: o .o co ~ i::O E: Ql i:: >. E:
ci zwierząt CJ ;i: N "O N
I
~~~-~ -~ Ql o
..:i dośw. ~~
-
- i:: :;:l "O1 olej sojowy świeży o 5 0,17 115,5 1,29 0,464 0,000 2 olej. rzepakowy świeży o 5 0,23 103,4 1,19 0,193 0,084 3 olej rzepakowy 170°-30 min. 1 5 0,29 102,7 11,55 0,582 0,167 4 olej rzepakowy 170°-12 godz. 3 5 0,35 101,5 7,19 0,68ti 0,167 5 olej rzepakowy 200°-30 min. o 5 0,29 100,3 5,75 0,424 0,167
*) Tabela zestawia rezultaty przebadania około 13 OOO. skrawków histologiczny,ch.
*) Ogrzewanie wykonano na typowej patelni elektrycznej w waru·nkach Za-
kładu Zbiorowego żywienia.
**) Badania chemiczne oraz ich interpretację wykonała mgr H. Mikke.
Ryc. 1 Ryc. 2
Ryc. 1. Obraz nie zmienionego nabłonka traszki po wprowadzeniu oleju rzepako- wego świeżego nieogrzewanego. Bar,w. hemotoksylina-eozyna.
Ryc. 2. Hypel'plazja nabłonka Po WJProwadzeniu oleju rzepakowego ogrzewanego 30 minut w 170°. Barw. hematoksylina-eozyna.
Ryc. 3 Ryc. 4
Ryc. 3. Infiltracja nabłonka pó wprowadzeniu oleju rzepakowego ogrzewanego 30 minut w 170°. Barw. hematoksylina-eozyna.
Ryc. 4. Infiltracja nabłonka po WJ)rowadzeniu oleju rzepakowego ogrzewanego 12 godzin w 170°. Barw. hematoksylina-eozyna.
Przyjmując za podstawę dyskusji jedynie ten wynik, można by - w porównaniu z pozostałymi negatywnymi wynikami - przypuszczać, że ta właściwość oleju rzepakowego zależy od zmian w tłuszczu wskutek
długotrwałego ogrzewania w temp. 170°. Zmiany te, wyrażone oznaczo- nymi wskaźnikami chemicznymi, nie umożliwiają jednak jednoznacznej interpretacji.
Związki epoksydowe, którym przypisuje się właściwości rakotwórcze (30), wytworzyły się w j>ednakowej il'ości we wszystkich próbach bada- nego oleju ,w wyn~u ogrzewania w różnych temperaturnch i czasie.
Ilość związków spolimeryzowanych jest większa nieco w oleju ogrze- wanym 30 minut w temp. 200° niż w oleju ogrzewanym w temp. 1 70°
przez 12 godzin. ,
Zawartość nadtlenków, najwyższa w oleju ogrzewanym w temp 170°
- 30 minut, spada w wyniku ogrzewania 12-godzinnego i najniższa jest w oleju ogrzewanym 30 minut w temp. 200°. . • · • ·
Zbyt mały materiał doświadczalny uniemożliwia wyciągnięcie ogól- nych wniosków co do karcinogennego wpływu rodzaju tłuszczu oraz sposobu jego ogrzewania. Jednak wydaje się, na podstawie przedsta- wionych wyników, że proces ogrzewania nie jest obojętny i może zwięk
szać częstotliwość przypadków. dodatnich. Uzyskany wynik pozytywny
•nasuwa więc konieczność dokładniejszych badań i potwierdzenia na ssakach.
Pani mgr H. Mikke za współudział w pracy, a mianowicie wykonanie oznaczeń cheinicznych i kh interpretację, składam podziękowanie.
3. CTel.l
BJ1OJIQfJ,fiECKJ1E J1CCJIE,D;OBAHH.ff CAPEIIHOro MACJIA HArPEBAEMOrO B PA3JIJ1qHł,IX YCJIOBJ1.ffX BPEMEHJ1 J1 TEMIIEPATYPbI
IIpo6a Ha Triturus cristatus
IIpoBem,1 6110Jior11qecK11e 11CCJieAOBaHl1R HaA B03M0JKHOCTb!O np11MeHeH11R npo6bl Ha Triturus cristatus I.1eJihJO 06Hapy:»cett11a KaHI.1eporeHHhIX cBoi1cTB - CBeJKero J.1 II0A0rpeBaeMOro B pa3JIJ1"'1Hb!X YCJI0B11RX BpeMeID1 11 TeMnepaTypbI capenHoro lvl2CJia.
CapenHoe MaCJI"O ITOAOl'peBaeMoe B ITpGA0JIJKeHJ111 12 qacoB B TeMnepaType 170 °
BbI3BaJIO npJ.1yMH0JKe!·łJ1'.e (hyperplasia) 3IlHTem1i1 y 3 11CilblTbIBaeMbIX B. 3TOH rpynne :amBOTHbIX, a IT0AOrpeBaeMoe 30 M11HY'f B TeMnepaType 170° y 1 Triturus cristatus.
TaKMX nepeMeH He 3aMe'-!eHo y 5 KOHTpOJibHblX Jl{J.1BOTHbIX, KOTOJ)blM BBeJI11 CBeJKee cypeIIHoe MacJio 11 coeBoe MacJio.
E. Stec
BIOLOGICAL ,STUDIES OF RAPE SEED OIL ,HEATED IN DIFFERENT TIME AND TEMPERATURE.
Test on ,triturus cristatus. Summary
The biologica! studies on triturus cristatus were performed in order to detect the carinogenk effect of rape seed oil, heated in different time an temperature. Rape seed oil heatedi during 12 hours in temperature of 170°C caused the epi- thelium hyperiplasia in three of andmals taken into experiment, when heating du- ring 30 minutes in 170°C only in one. ·
No changes were shown on epithelium of 5 control animals treated with fresh ratpe seed oil and soya bean oil.
PIŚMIENNICTWO
1. Peacock P. R., Beck S., Chalmers G. J.: J. Nat. Cancer Inst., 1953, 13, 931. - 2. Neukomm S.: Oncologia, 1957, 10, 107. - 3. Neukomm. S.: Acta Union Iruternat.
<:ontre le Cancer, 1959, 15, 654. - 4. Kinositu R.: 'I\ransact. Jap. Path. Soc., 1937, 27, 665, cyt. wg Alberta Z. Biologia nowotworów - p.raca ZJbiorowa pod red. Duxa K.
- Warszawa 1956. 5. Krauze S., Stec E., Mlodecki H.: Roczniki P,ZH, 1963, 14, 31; 1003, 14, 185. - 6. Custot F.: Ann. Nutr. A'lim., 1959, 12, 417. - 7. Lilek H., Souci S. W.: Z.L.U. Forsch., 1958, 107, 236. - 8. Truhaut F.: Ann. Fals. Fr., 1957, 50, 587. - 9. Seelkopf C.: Fette, Seifon, 1955, 57, 111. - 10. Custot F.: Acta Chi- mica Ac. Scien. Hung., 196-0, 23, 201.
11. Peacock P. R., Beck S.: Proc. Second Nat. Cancer Conf., 1952, 1, 777. - 1'2.
Beck S., Peacock P. R.: Brit. Med. J., 1941, 2, 81 - cyt. wg Peacock P. R., Beck S., Chalmers J. G.: J. Nat. Cancer Inst., 1953, 13, 931. - 13. Lane A., Blickenstajf D., Ivy A. C.: Cancer 1950, 3, 1044. - 14.Morris H. P., Laroon C. D., Lippincott S. W.:
J. Nat. Cancer Inst., 1954, 4, 265 .. - 15. Crampton W., Florence A., Farmer F. A., BerryhiU F. M.: J. Nutrit, 19151, 43, 431. - 16. Crampton W. i wsp.: J. Nutrit, 1953, 49, 333; 1956, 60, 13. - 17. Raju N. V., Rajagopalan R.: Nature, 1955, 176, 513. - 18.' Kaunitz H. i •wsp.: J.A.O.S., 1956, 33, 630 - cyt. wg Custot F.: Acta Chimica Ac. Scien. Hung., 1960, 23, 201. - 19. Johnson O. C., Sakuragi T., Kummerow F. A.:
J.A.0.C.S., 1956, 33, 433. -"- 20. Peacock P. R., Beck S.: Nature, 1948, 162/2, 252. • 21. Chalmers J. G.: B~ochem. J., 1954, 56, 487. - 22. Bischoff F.: J. Nat. Cancer Inst., 1957, 19, 977. - 23. Bischoff F., Rupp J. J., Turner J. G., Bryson G.: Proc.
Am. Assoc. Cancer Res., 1958, 2, 281. - 24. Voluter G., Lataste C., Radouco-Thomas C.: Z.L.U. Forsch., 1960, 111, 333. - 25. Kobernick S. D., Toovey E. W., Webster D. R.: Cancer Res., 1952, 12, 591 - cyt. wg Arffmann E.: J. Nat. Cancer Inst., 1960, 25, 893. - '26. Peacock P. R.: Brit. Med. Bull., 1947, 4, 364. - 2-7. Truhaut R.C.R.:
Acad. Sc., 225, 544 - Paris 1947, cy,t. wg Hieger J., Drr S. F. D.: Brit. J. Cancer, _ 1954, 8, 274. - 28. Ivy A. C.: Gastroenterology, 1955, 28, 345. - 29. Hendry J. A., Rose F. L., Walpole.A. L.: Brit. J. Pharmacol., 1951,-6, 201. - 30. Hendry J. A., Homer R. F., Rose F. L., Walpole A. L.: Brit. J. Pharmacol., 19r51, 6, 235.
31. Hine C. H., Guzman R. J., Coursey M. M., Wellington J. S., Anderson C. H.:
Canc& Res., 1958, 18, 20. - 32. Seelkopf C., Salfelder K.: Z. Krebsforsch, 1962, 64, 459. - 33. Neukomm S., Bonnet J.: Krebsforsch. Krebsbekiimpf. (Sondertbande zur Strahltherapie) 1957, 37, 128. - 34. Bonnet J., Neukomm S.: Acta Union Intema- tionale contre le Cancer, 1959, 15, 561. - 35. Krauze S., Bożyk Z., Piekarski L.:
Podręc,znik laboratoryjny analityka żywnościowego. - Wars·zawa 1962. - 36. Gryn- berg H., Łukowska M., Zarzycki J.: Ana1iza techniczna w przemyśle tłuszczowym.
- Warszawa 1954. - 37. Drozdow N., Matierańska N.: Miasn. Ind. S.S.S.R., 1952, 3, 73. - 38. King G.: Nature, 1949, 164, 4173, 704. - 39. Arffmann E., Collatz Christen- sen B.: Acta Path. Microb. Scand., 1961, 52, 4, 330.
Warszawa, 16.XII.1964 r.
