Che cosa sono gli idrocarburi policiclici aromatici?

Gli Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) o o PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons) sono una classe di composti chimici che  si trovano naturalmente nel carbone, petrolio greggio e derivati.

Derivano dalla combustione di carbone, petrolio, gas naturali, legno, immondizia e tabacco. Hanno attratto l’attenzione della comunità scientifica, degli enti di controllo e degli operatori del settore alimentare a livello globale.

L’esposizione agli IPA può avvenire nelle seguenti modalità:

• Respirare aria contaminata;
• Scarico dei veicoli a motore;
• Fumo di sigarette e similari
• Fumo di legna;
• Fumi presenti durante l’asfaltatura delle strade;
• Consumare carni o alimenti alla griglia o carbonizzati. O cotti su superfici sporche;
• Consumare alimenti contaminati tramite aria o acqua.

Dopo che questi composti entrano nell’organismo, il corpo li converte in prodotti di degradazione chiamati metaboliti. I metaboliti escono dal corpo nelle urine e nelle feci. Come in molti altri casi si possono generare bioaccumuli pericolosi per la salute umana.

Ma cosa sono esattamente questi IPA? E quali implicazioni hanno per la salute umana e per l’ambiente? Nell’articolo che segue cercheremo di approfondire questa tematica.

Che cosa sono gli Idrocarburi Policiclici Aromatici?

Gli IPA o PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons) sono composti organici, che si possono formare nei processi di combustione, totale o parziale, costituiti da due o più anelli aromatici condensati tra loro.

Sono molecole organiche binarie, costituite da due atomi: carbonio e idrogeno. Le molecole generalmente planari degli IPA sono formate da un gruppo di atomi di carbonio ibridati sp2 legati tra loro in anelli condensati. Possono essere gassosi, solidi o liquidi.

Ne esistono oltre 100 tipi ma soltanto alcuni sono particolarmente dannosi per l’uomo e per gli animali.

Sono presenti nell’atmosfera: derivano dalla combustione incompleta di materiale organico, dall’uso di gas, olio combustibile, legno e carbone per la produzione di energia. Gran parte degli IPA sono anche fluorescenti: emettono lunghezze d’onda caratteristiche quando sono eccitati.

Le fonti principali di queste sostanze sono le emissioni veicolari (gas di scarico delle auto, evaporazione dai serbatoi o dalla rete di distribuzione), impianti termici, centrali termoelettriche ed inceneritori. Rappresentano una componente preoccupante

Ne esistono oltre 100 tipologie diverse, ma gli IPA più dannosi per l’uomo e per gli animali, oltre al benzoEpirene ed al benzoApirene, sono i seguenti:

• Acenaftene;
• Acenaftilene;
• Antracene;
• Benzo(a)antracene;
• Dibenzo(a,h)antracene.

Quali sono gli effetti sulla salute umana e sugli ambienti degli IPA?

Gli idrocarburi policiclici aromatici sono associati alle polveri sospese: sono presenti nell’aerosol, equiparati alle particelle con diametro minore di 2 micron.

Sono, perciò, capaci di raggiungere con facilità la regione alveolare del polmone, sangue e tessuti. Queste sostanze, non si limitano ad irritare gola, naso ed occhi: le loro proprietà mutagene e cancerogene sono note.

Nel 1987, questi idrocarburi, sono stati inseriti dallo IARC (International Agency for Research on Cancer) nelle classi 2A o 2B (potenziali cancerogeni per l’essere umano). Nel 2008, il benzo(a)pirene è stato riclassificato nel gruppo 1 come sostanza cancerogena per l’uomo.

Essi possono causare danni al DNA e promuovere lo sviluppo di tumori. L’esposizione a lungo termine può aumentare il rischio di sviluppare malattie respiratorie, cardiovascolari e cutanee.

Grandi quantità di naftalene nell’aria possono irritare gli occhi e le vie respiratorie. L’esposizione professionale della pelle al naftalene liquido e la respirazione dei suoi vapori possono essere dannosi. I lavoratori si sono ammalati di problemi al sangue e al fegato a causa di grandi quantità di esposizione. 

Oltre che l’esposizione, e la respirazione, gli IPA posson penetrare nell’organismo tramite il consumo di alimenti e bevande.

Questi idrocarburi leggeri sono pericolosi anche per l’ambiente, contribuiscono allo smog fotochimico. Il loro accumulo sta portando a potenziali effetti negativi sugli ecosistemi.

Possono infatti contaminare il suolo e l’acqua, e attraverso la catena alimentare, possono raggiungere gli organismi viventi, accumulandosi nei loro tessuti.

Come si formano gli IPA?

Gli IPA si formano principalmente attraverso processi di combustione incompleta di materiali organici. Questo può includere la combustione industriale di combustibili fossili, incendi boschivi e processi di cottura degli alimenti, in particolare quando gli alimenti sono esposti a temperature elevate, come durante la grigliatura, l’affumicatura o la frittura.

Il fumo di tabacco è un’altra fonte importante di questi contaminanti cancerogeni.

Sono chiamati “policiclici” perché contengono più di un anello aromatico nella loro struttura chimica, e “aromatici” a causa della loro struttura ad anelli di carbonio piatti e stabili, che emettono odori specifici.

Questi composti sono resistenti alla degradazione naturale, il che significa che possono persistere nell’ambiente per lunghi periodi di tempo. La loro solubilità in acqua è limitata, ma sono molto solubili in grassi e oli, il che li rende particolarmente problematici quando si tratta di contaminazione alimentare.

Quali sono gli alimenti più a rischio di contaminazione da PAH

Gli alimenti più a rischio di contaminazione da IPA sono quelli che sono stati esposti a processi di cottura ad alta temperatura, in particolare se sono ricchi di grassi. Questo include carni rosse e bianche grigliate, affumate o fritte, pesce grigliato, e alcuni tipi di formaggi affumicati.

Anche alcuni oli vegetali, cereali e verdure possono contenere livelli significativi di IPA se sono stati esposti a fumo o a temperature elevate durante la lavorazione o la cottura.

Inoltre, alcuni alimenti possono essere contaminati da IPA attraverso l’ambiente. Per esempio, i pesci che vivono in acque inquinate da petrolio o carbone possono accumulare idrocarburi nei loro tessuti. Allo stesso modo, le verdure possono assorbire queste sostanze dal suolo o dall’aria se sono coltivate in aree inquinate.

• Molluschi bivalvi che accumulano IPA dall’acqua di mare e dai sedimenti durante la loro vita;
• Pesci che vivono in acque inquinate da petrolio o carbone
• Vegetali che possono assorbire queste sostanze dal suolo o dall’aria se sono coltivate in aree inquinate;
• Prodotti di vario genere affumicati;
• Prodotti a base di carne cotta alla brace;
• Alimenti essiccati, comprese le spezie, la frutta secca, gli integratori a base di piante o alghe.

Quali sono i limiti ed i requisiti di legge sulla contaminazione alimentare da polycyclic aromatic hydrocarbons?

La legislazione europea stabilisce limiti specifici per la presenza di IPA in alcuni alimenti. Per esempio, il Regolamento (UE) n. 835/2011, recentemente aggiornato dal Regolameto (UE) 1255/2020, stabilisce limiti massimi per il contenuto di benzo[a]pirene e di IPA totali in alcuni alimenti, tra cui oli e grassi, carne e prodotti a base di carne, pesce e prodotti a base di pesce, e alcuni tipi di cereali.

Gli operatori del settore alimentare sono responsabili del rispetto di questi limiti e devono adottare misure per minimizzare la formazione di IPA durante la produzione di alimenti.

Questo può includere l’adozione di buone pratiche di produzione e di cottura, come il controllo delle temperature di cottura e la prevenzione della formazione di fumo.

Come prevenire la formazione di IPA nell’industria alimentare

Prevenire la formazione di IPA nell’industria alimentare richiede un’attenzione particolare al processo di preparazione e cottura degli alimenti.

In particolare, è importante controllare la temperatura di cottura: alte temperature, in particolare quelle superiori a 200°C, possono portare alla loro formazione.

Questo è particolarmente vero nel caso di cibi grigliati, affumicati o fritti. Pertanto, utilizzare metodi di cottura a temperatura più bassa, come il bollito o il vapore, può aiutare a ridurre la formazione di questi composti.

Inoltre, evitare il contatto diretto del cibo con la fiamma o con superfici molto calde può ulteriormente limitare la produzione di queste sostanze.

Un’altra strategia per prevenire la loro formazione riguarda la scelta dei materiali e delle tecniche di preparazione. Ad esempio, marinare la carne in sostanze antiossidanti (come il vino o l’olio d’oliva) prima della cottura può ridurre significativamente la formazione di IPA.

Anche la rimozione delle parti bruciate del cibo può aiutare a limitare l’esposizione a questi composti. Infine, le aziende alimentari dovrebbero monitorare attentamente la qualità delle materie prime, in quanto la contaminazione può avvenire anche prima del processo di produzione, ad esempio attraverso l’inquinamento ambientale.

In conclusione, gli IPA rappresentano una sfida significativa per la sicurezza alimentare e la salute umana. Tuttavia, attraverso una combinazione di buone pratiche di produzione, controllo analitico tramite un laboratorio accreditati, è possibile gestire e minimizzare i rischi associati a questi composti.