食品原料中外源性有害成分.ppt

外源性有害成分,食品原料中的外源性有害成分 第一節(jié)食品原料中的重金屬元素 第二節(jié)農(nóng)藥殘留 第三節(jié)魚藥 第四節(jié)二惡英及其類似物 第五節(jié)獸藥 第六節(jié)外源性有害成分在人體中的轉(zhuǎn)化,有機成分 無機成分,食品添加劑:包括天然及非天然成分 污染物質(zhì):加工 包裝及貯運中所污染的 成分;環(huán)境污染所產(chǎn)生的物質(zhì),食品中化學(xué)成分,生源及自 然成分,水分 礦物元素,蛋白質(zhì) 糖類及脂類 激素 色素 芳香物質(zhì) 及其他小分子成分,非生源及非 自然成分,第一節(jié)食品原料中的重金屬元素 一、概述 種植的植物和養(yǎng)殖的動物 與環(huán)境的接觸 肥料 飼料 植物和動物對礦物元素的富集 人處于食物鏈的末端 食物原料通過食物鏈影響人的健康,常量元素 生物體中含量較高的元素,攝入不足或暫時過量時生命體具有自身調(diào)節(jié)能力 微量元素 生命體含量較少或非必需的元素.生命體在長期的 進(jìn)化 過程中由于很少接觸,對它們沒有防御機能. 主要是重金屬元素 重金屬元素 凡是比重大于5g/cm3的金屬元素.包括40種.對人體影響較大的有:銅 鎘 鋅 鉻 鉛 汞等 另外還有20多種金屬元素對生命的作用還不清楚,食品原料中有害金屬元素來源 環(huán)境 (空氣和水) 飼料 肥料 對金屬元素有較高富集作用的動植物食品原料對人體危害較大 如: 水產(chǎn)品中的節(jié)肢動物對銅的富集 牡蠣對鋅和鎘的富集 褐藻和腔腸動物對砷的富集,汞:水體1g/L 海藻 100 g/L 魚體中1122 g/L,松花江水域魚對總汞和甲基汞的生物放大作用,二、金屬元素在動植物食品原料中毒性 1 、影響金屬元素在體內(nèi)毒性大小的因素 食物中蛋白質(zhì) 碳水化合物 維生素 Met對硒有防護作用;鋅和鉻毒性受膳食中 植酸 酚類 蛋白質(zhì) Vc VD和鈣 鐵的影響 金屬元素間相互作用 食品中鐵和鉻的缺乏可引起鉛毒性增加; 硒和汞可形成絡(luò)合物,減輕汞的毒性 評價重金屬元素的毒性必須考慮它在食品中的存在狀態(tài),2、金屬元素在食品(原料)中的賦存狀態(tài) 與單糖和氨基酸結(jié)合 -氨基和-羧基與金屬離子的配合 糖及其衍生物中的羥基與金屬離子配合 與草酸和植酸(肌酸)結(jié)合 必需元素營養(yǎng)降低,有毒元素毒性降低 植酸可以與鈣 鐵 鎂 鋅等產(chǎn)生不溶化合物 植酸鹽與蛋白質(zhì)形成化合物降低蛋白質(zhì) 利用率,使金屬離子更不容易利用 如:蔬菜中10%磷因與植酸結(jié)合不被吸收 谷物中植酸鈣鎂結(jié)合的磷占谷物含磷量40-90%,與核苷酸結(jié)合 堿基戊糖磷酸基作為配位基團 金屬離子:Ca2+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+ Cu2+ 與環(huán)狀配體結(jié)合 卟啉類 Fe2+ Fe3+ Co2+ Mg2+ Zn2+ Cu2+ 如血紅素和葉綠素是鐵和鎂離子主要配體; 葉綠素加工變成脫鎂葉綠素,暗橄欖色 VB12(鈷胺素),紅色結(jié)晶 是卟啉類類似物,與蛋白質(zhì)結(jié)合(末端氨基 末端羧基 側(cè)鏈基團) 與酶形成配合物(金屬酶metalloenzyme) 作為酶的輔助因子與酶蛋白結(jié)合牢固 作為酶的激活劑與酶結(jié)合不牢固 Ca2+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Ba2+ Mo2+ 其他金屬結(jié)合蛋白 鐵蛋白(ferritin) 鐵傳遞蛋白(transferrin) 鐵硫蛋白(iron sulphur protein):Fe-S發(fā)色基團 銅蛋白(cuprein) 植物螯合肽結(jié)合(PC) 與金屬硫蛋白結(jié)合: 誘導(dǎo)性蛋白和金屬離子結(jié)合,形成MT,具有解除重金屬毒性 作用和調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)必需過度金屬元素濃度的作用,與多糖復(fù)合物結(jié)合 多糖分類:純多糖 雜多糖 脂多糖 糖蛋白 使多糖物質(zhì)呈現(xiàn)多種生物功能和食品功能 利用多糖物質(zhì)排除有害金屬毒性方面也有重要意義,3、金屬元素的有害性 在體內(nèi)的轉(zhuǎn)化以砷在海產(chǎn)動植物中轉(zhuǎn)化為例說明 海洋植物中:砷脂 海洋動物中:來源于海洋植物 如:藻轉(zhuǎn)換砷酸鹽為有機砷-共生的蚌 龍蝦不能轉(zhuǎn)換無機砷成有機砷 海洋動植物體內(nèi)砷存在狀態(tài)不一樣,毒性也不同 AsH3 As3+ As5+ RasX As0 有機砷毒性小于無機砷,單質(zhì)砷不溶于水,基本無毒,存在形態(tài)與毒性的關(guān)系 影響溶解性 鈣+蛋白質(zhì)蛋白鈣有利于吸收 鈣+草酸草酸鈣不利于吸收有害 在水和脂中溶解性影響毒性 可溶性金屬鹽細(xì)胞膜穿透性大益于吸收 有害元素毒性增大 難溶態(tài)化合物毒性減少 有害金屬化合物毒性順序: 硝酸鹽氯化物溴化物醋酸鹽碘化物高氯酸鹽硫酸鹽 磷酸鹽碳酸鹽氟化物氫氧化物氧化物,影響對生命體的作用方式 Cr3+必需微量元素,維持正常的Glc Fat和膽固醇代謝; Cr6+ 則有毒,積存過多來不及轉(zhuǎn)化產(chǎn)生不同毒性,并有致癌性 Zn在體內(nèi)沒毒,如是硫酸鋅和氯化鋅則有毒 其他成分存在對金屬元素的影響 動物實驗表明:脂多糖有利于小鼠對 汞的吸收和富集,影響毒性的因素 化學(xué)性質(zhì) 存在形態(tài) 其他物質(zhì)影響 體內(nèi)積累量: 含量較多時:都表現(xiàn)出毒性和有害性 含量較少時: 必需元素缺乏表現(xiàn)出生長遲緩,繁殖 衰退甚至死亡,缺乏早期補充可恢復(fù)健康 非必需元素缺乏對生命無影響,其他元素存在的影響: 銅與汞:銅可增加汞的毒性 銅與鉬:銅降低鉬毒性,鉬影響銅吸收使造成缺乏 砷與鉛:毒性協(xié)同 砷與硒:砷可降低硒的毒性 硒與鈷:少量鈷可增加硒毒性 硒與鎳:硒對鎳的毒性有保護作用 鎘與鋅:有競爭作用,鎘可使鋅缺乏 鎘與銅:鎘能干擾銅的吸收,而低銅狀態(tài) 可減少對鎘的耐受性 鐵與錳:缺乏鐵可是錳的吸收率增加, 錳可減少鐵的吸收,部分有害金屬元素對哺乳動物生理的影響,4、金屬元素中毒機制 影響中毒的因素:體內(nèi)含量 入侵途徑 溶解性 存在狀態(tài) 金屬元素 本身理化性質(zhì)及參與代謝的特點和人體狀態(tài) 可能機理如下: 破壞了生物分子活性基團中的功能基團 如銀 汞等可與cys中的SH結(jié)合,破壞cys酶活性 置換了生物分子中必需的金屬離子,改變了生物大分子構(gòu)象和高級結(jié)構(gòu) 如多核苷酸是遺傳信息的保存及傳遞的單位,如果它的結(jié)構(gòu)被改變, 可能引起嚴(yán)重后果,這也是重金屬元素常常是致癌致畸的原因 細(xì)胞膜 細(xì)胞器和細(xì)胞壁是金屬元素進(jìn)入細(xì)胞和體內(nèi)的屏障 金屬元素所帶電荷越小,親脂性越大,越容易透過細(xì)胞膜 金屬元素還能引起膜透性的改變(促進(jìn)膜上酯類氧化) 如紅細(xì)胞脂類過氧化降解與紅細(xì)胞通透性增高及溶血有關(guān),5、食品原料中有害金屬元素主要污染源 工業(yè)三廢污染(水氣渣) 如含砷量:一般海水 2-30g/kg, 工業(yè)城市比鄰的沿海水域 140-1000 g/kg 燕麥含鎘量 一般土壤:1.1mg/kg 污染土壤:237mg/kg 大氣塵埃污染:主要是汽車尾氣 大氣中鉛主要來源作為防爆劑的四乙基鉛 一輛汽車一年向空氣中排2.5kg鉛, 一半飄到30m內(nèi)作物上,公路附近作物 含鉛量高達(dá)3000mg/kg,含重金屬農(nóng)藥污染 污染途徑:噴灑后葉面附著 散落在土壤和水中被根部吸收 如含汞農(nóng)藥在魚蛋奶中檢出率較高90%以上; 含砷農(nóng)藥如防治水道枯紋病的稻角青 田間除草劑亞砷酸鈉等 含重金屬化肥污染 如含鎘化肥(磷肥)含鎘100mg/kg 過磷酸鈣含鎘50-170mg/kg,含重金屬藥物的污染 造成動物性食品預(yù)料污染 如有機砷用于畜禽驅(qū)蟲和疾病防治;促生長的飼料添加劑(對氨基苯砷酸等) 容器包裝材料污染 食品預(yù)料貯藏和運輸過程中接觸的材料如合金 陶瓷和搪瓷等含有重金屬元素鎘 鉛 鉻等,可直接進(jìn)入食品原料,尤其是接觸酸性食品原料金屬元素更容易溶出,第二節(jié)農(nóng)藥殘留 農(nóng)藥:指用于預(yù)防 消滅或控制危害農(nóng)業(yè)和林業(yè)的病蟲草和其他有害生物以及有目的地調(diào)節(jié)植物 昆蟲生長的化學(xué)合成或來源于生物 其他天然物質(zhì)的一種或幾種物質(zhì)的混合物及其制劑,分類 按用途:殺蟲 殺菌 除草 殺鼠 按化學(xué)組成:有機磷 氨基甲酸酯 擬除蟲菊酯 有機氯 有機砷 有機汞 農(nóng)藥殘留:農(nóng)藥使用后殘存在生物體 食品原料 和環(huán)境中的微量農(nóng)藥原體 有毒代謝 物 降解物和雜質(zhì)的總稱,1、農(nóng)藥的毒性 當(dāng)農(nóng)藥使用過量或超過最大殘留限量(MRL) 毒害人畜 生物鏈中的生物體影響 對人毒害途徑:10%通過飲水和大氣 90%通過食物 對人體產(chǎn)生毒性:急性和慢性毒性 致突變性 導(dǎo)致癌性 影響生殖 我國是世界上農(nóng)藥高產(chǎn)生國和消費國 食品(原料)中農(nóng)藥超標(biāo)嚴(yán)重 ,2、常用農(nóng)藥的性質(zhì) 有機氯 DDT BHC(六六六) 降解慢 禁用 有機磷 我國產(chǎn)量占世界1/3,占全國1/2 敵百蟲 敵敵畏 樂果等 性質(zhì)不穩(wěn)定 尤其在堿性條件下 紫外線 氧化及熱的作用下極易分解,擬除蟲菊酯 敵殺死 丙炔菊酯等.環(huán)境中光解為主,其次是水解和氧化;屬于中等或低毒性;對皮膚有刺激和致敏作用;可導(dǎo)致感覺異常(麻木 瘙癢)和遲發(fā)性變態(tài)反應(yīng) 氨基甲酸酯類 涕滅威 克百威 滅多威 殘殺威等 藥效快 選擇性高;對溫血動物 魚和人毒性較低 易被土壤微生物降解, 不易在生物體內(nèi)蓄積,3、食品原料中農(nóng)藥殘留污染的主要途徑 對農(nóng)作物的直接污染(黏附和內(nèi)吸收) 影響因素: 農(nóng)藥性質(zhì) 內(nèi)吸性農(nóng)藥殘留多 滲透性殘留少 穩(wěn)定的比易降解的殘留時間長 劑型和施用方法 油劑比粉劑易殘留 拌土 噴灑 灌溉 施藥濃度 時間和次數(shù) 氣象條件 作物品種 生長發(fā)育階段及食用部分,空氣 水和土壤污染 農(nóng)藥進(jìn)入空氣 水和土壤,造成環(huán)境污染 農(nóng)作物從污染的環(huán)境中吸收農(nóng)藥 生物富集 食物鏈的逐級富集,使人體農(nóng)藥 殘留數(shù)量呈上萬倍的增加 其他途徑 食品原料貯存中熏蒸劑使用 畜禽身上施用農(nóng)藥 運輸污染及事故性污染,第三節(jié)漁藥 用于預(yù)防和治療魚病的藥物 大多由人藥 畜禽藥和農(nóng)藥移植而來, 少數(shù)水產(chǎn)專用 近年來水產(chǎn)動植物病害日趨嚴(yán)重,而防病技術(shù)嚴(yán)重滯后,魚農(nóng)盲目用藥或加大用藥濃度,造成水域污染,加大了動植物的抗藥性,魚產(chǎn)品品質(zhì)下降,存在潛在安全隱患,1、魚藥種類 環(huán)境改良劑(改善水質(zhì),底質(zhì),平衡微生態(tài)) 沸石 麥飯石 過氧化鈣 三氧化二鋁 氧化鎂等 消毒劑 醛醇類 氧化劑(高錳酸鉀雙氧水等) 重金屬鹽類(硫酸銅 螯合銅等) 染料(亞甲基藍(lán)等) 表面活性劑(新潔爾滅等),抗微生物類藥物 抗菌類(磺胺類 喹諾酮類 抗生素類) 抗真菌類(制霉菌素 克霉唑) 抗病毒類(病毒靈 鹽酸嗎啉呱等) 殺蟲驅(qū)蟲藥 敵百蟲(在弱堿性條件下變敵敵畏,毒性大) 硫酸銅(過量造成重金屬中毒),代謝改善和強壯藥 激素(育苗期性轉(zhuǎn)變,甲基睪丸酮 去甲睪酮 己烯雌酚) 促生長調(diào)節(jié)劑 中草藥(大蒜 大黃 五倍子 苦參等) 生物制品(各類菌苗 疫苗 基因誘導(dǎo)劑) 其他(抗氧化劑 麻醉劑 防霉劑 增效劑),2、漁藥殘留 殘留的主要原因 養(yǎng)殖方式的發(fā)展增加了對漁藥的需求 粗放型集約化 效益型(高密度多品種) 生產(chǎn)中不按規(guī)定使用漁藥 用藥劑量 給藥方法 用藥部位 用藥動物的種類和方法 不執(zhí)行休要期 抗生素作為飼料添加劑(選不易被腸道吸收品種) 其他途徑 飼料加工 使用過程中受藥物污染, 水體受藥物污染等,殘留的危害 對養(yǎng)殖業(yè)自身影響 造成魚的耐藥性 魚體死亡 病變(肝腹水 腫大 眼球突出等) 對人類健康危害 誘導(dǎo)人體產(chǎn)生某些耐藥菌株 給臨床上感染性 疾病治療帶來困難 延誤正常治療,積累到一定程度引起人體中毒 致畸 癌 突變 產(chǎn)生過敏反應(yīng)如鏈霉素易損傷聽神經(jīng)及腎功能 氯霉素超標(biāo) 導(dǎo)致再生障礙性貧血和 顆粒性細(xì)胞缺乏癥 四環(huán)素抑制幼兒牙齒發(fā)育和骨骼生長 激素類造成人類生理功能紊亂 對水域環(huán)境的破壞 不經(jīng)處理的養(yǎng)殖用水隨意排放,第四節(jié) 二惡英(dioxin)及其類似物 具有相似結(jié)構(gòu)和理化特性的一組多氯取代的平面芳烴類化合物.縮寫為PCDD/Fs 多氯聯(lián)苯(PCB)非平面化合物 用于油漆 油墨 復(fù)寫紙 膠黏劑變壓器的傳熱介質(zhì) 是POP(環(huán)境持久性有機污染物) 降解緩慢,生物富集,具有毒性 斯德哥爾摩公約:12種POP 艾氏劑 氯丹 敵敵涕 狄氏劑 異狄氏劑 七氯 氯代苯 滅蚊靈 毒殺酚 PCB PCDD PCDF,1、化學(xué)特性 熱穩(wěn)定性級強 800度開始降解 1000度大量降解 低揮發(fā)性 大氣中分布極少 脂溶性 親脂性極強 可通過脂質(zhì)在食品中富集和轉(zhuǎn)移 環(huán)境中穩(wěn)定性高 對生物降解和理化因素有抵抗作用, 在環(huán)境中可持續(xù)存在,2、食物原料中的污染來源 食物鏈的生物富集 浮游動植物食草魚食魚魚類及鵝 鴨等家禽 魚 畜禽肉及其蛋類和乳類是主要被污染的食物 紙包裝材料的遷移 紙張在氯漂白過程中產(chǎn)生PCDD/F, 遷移到食品原料中 意外事故 米糠油事件日本和中國臺灣,3、毒性 致死作用與“消瘦綜合癥” 中毒特征:幾天內(nèi)體重急劇下降,并伴隨肌肉 和脂肪組織急劇減少 胸腺萎縮 胸腺可以促進(jìn)新生動物免疫的發(fā)育, 進(jìn)而影響其淋巴細(xì)胞的數(shù)量和功能 氯痤瘡 使皮膚發(fā)生增生或角化過度,色素沉著,第五節(jié)獸藥殘留 指動物產(chǎn)品任何可食部分所含獸藥的母體化合物及/或代謝物,以及與獸藥有關(guān)的雜質(zhì)殘留.包括原藥和原藥在動物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物 主要的獸藥殘留: 抗生素類 磺胺類(磺胺嘧啶 磺胺甲基嘧啶 ) 激素類(雌二酚 己烯雌酚等) 呋喃類 抗球蟲類 其中抗生素和激素類藥物殘留是 食品安全的較大隱患,1、獸藥進(jìn)入動物體內(nèi)的主要途徑 預(yù)防和治療畜禽疾病用藥 飼料添加劑中獸藥的使用 食品原料貯藏中保鮮引入的藥物 加入抗生素類等藥物抑制微生 物的生長 繁殖,2、獸藥殘留污染的主要原因 不遵守休藥期的有關(guān)規(guī)定(占76%) 休藥期:允許屠宰畜禽及其產(chǎn)品上市前 或允許食用時的停藥時間 不正確使用和濫用獸藥(占6%) 藥劑量 給藥用途 用藥部位和 動物的種類不符合規(guī)定,飼料加工過程受獸藥污染或運送出錯(12%) 用藥方法錯誤或未做記錄 屠宰前使用獸藥 掩蓋臨床病癥,逃避屠宰檢查 廄舍糞池里所含獸藥,3、獸藥殘留對人體的危害 毒性作用 長期攝食磺胺類藥物引起腎損傷 過敏和變態(tài)反應(yīng) 使易感個體出現(xiàn)過敏反應(yīng)如青霉素 四環(huán)素等 磺胺類引起過敏反應(yīng)表現(xiàn)為皮炎,白細(xì)胞減 少,溶血性貧血 細(xì)菌耐受性 有些細(xì)菌對通常能抑制其生長繁殖的抗菌藥物產(chǎn)生了耐受性如金黃色葡萄球菌 E.coli,菌群失調(diào) 使腸道菌群平衡發(fā)生紊亂, 導(dǎo)致長期腹瀉或引起維生素缺乏 致畸 癌 突變 丁苯咪唑可導(dǎo)致樣胎兒骨骼畸形 殘留在食品原料中的克球酚和 雌激素有致癌作用,第六節(jié) 生