第七章食品化學性污染4_營養(yǎng)與食品衛(wèi)生

1、食品的化學性污染及其預防食品的化學性污染及其預防Chemical Contamination And Prevention In FoodYan Zhao (Associate Prof.)Department of Nutrition & Food HygieneHarbin Medical University1. N-Nitroso compounds contamination and preventionlN-nitroso compounds have been shown in animal experiments to be the most broadly actin

2、g and the most potent group of carcinogens.1.1 Structure & propertieslN-亞硝胺亞硝胺(N-nitrosoamine)：中性和堿性環(huán)境中：中性和堿性環(huán)境中較穩(wěn)定，一般條件下不易發(fā)生水解，但在特殊條較穩(wěn)定，一般條件下不易發(fā)生水解，但在特殊條件下也可發(fā)生水解、加成、轉亞硝基、氧化還原、件下也可發(fā)生水解、加成、轉亞硝基、氧化還原、光化學反應等光化學反應等lN-亞硝酰胺亞硝酰胺(N-nitroamide)：化學性質活潑，在：化學性質活潑，在酸性或堿性條件下均不穩(wěn)定，在酸性條件下可分酸性或堿性條件下均不穩(wěn)定，在酸性條件下可分解

3、為相應的酰胺和亞硝酸，在堿性條件下可迅速解為相應的酰胺和亞硝酸，在堿性條件下可迅速分解為重氮烷分解為重氮烷 1.2 Food sourceslN-nitroso compounds precursorsl環(huán)境和食品中的環(huán)境和食品中的N-亞硝基化合物系由亞硝酸鹽和亞硝基化合物系由亞硝酸鹽和胺類在一定的條件下合成。作為胺類在一定的條件下合成。作為N-亞硝基化合物亞硝基化合物前體物的硝酸鹽、亞硝酸鹽和胺類物質，廣泛存前體物的硝酸鹽、亞硝酸鹽和胺類物質，廣泛存在于環(huán)境和食品中，在適宜的條件下，這些前體在于環(huán)境和食品中，在適宜的條件下，這些前體物質可通過化學或生物學途徑合成各種各樣的物質可通過化學或生物

4、學途徑合成各種各樣的N-亞硝基化合物。亞硝基化合物。nNitrate and nitrite in vegetables 蔬菜中的硝酸蔬菜中的硝酸鹽和亞硝酸鹽鹽和亞硝酸鹽l當光合作用不充分時，植物體內可積蓄較多的硝當光合作用不充分時，植物體內可積蓄較多的硝酸鹽酸鹽l蔬菜中亞硝酸鹽含量通常遠低于其硝酸鹽含量，蔬菜中亞硝酸鹽含量通常遠低于其硝酸鹽含量，腌制、不新鮮的蔬菜中亞硝酸鹽含量明顯增高。腌制、不新鮮的蔬菜中亞硝酸鹽含量明顯增高。nNitrate and nitrite in animal foods 動物性食品動物性食品中的硝酸鹽和亞硝酸鹽中的硝酸鹽和亞硝酸鹽l用硝酸鹽腌制魚、肉等能抑制許多

5、腐敗菌的生長，達用硝酸鹽腌制魚、肉等能抑制許多腐敗菌的生長，達到防腐的目的。亞硝酸鹽可使腌肉、腌魚等保持穩(wěn)定到防腐的目的。亞硝酸鹽可使腌肉、腌魚等保持穩(wěn)定的紅色，改善食品的感官性狀。的紅色，改善食品的感官性狀。l我國規(guī)定肉制品中亞硝酸鹽殘留量我國規(guī)定肉制品中亞硝酸鹽殘留量( (以亞硝酸鈉計以亞硝酸鈉計) )不不得超過得超過30mg/kg30mg/kg，肉罐頭不得超過，肉罐頭不得超過50mg/kg50mg/kg。nAmines in environment and foods 環(huán)境和食品環(huán)境和食品中的胺類中的胺類l有機胺類化合物是蛋白質、氨基酸、磷脂等生物大分子合有機胺類化合物是蛋白質、氨基酸、

6、磷脂等生物大分子合成的必需原料，是各種天然動物性和植物性食品的成分成的必需原料，是各種天然動物性和植物性食品的成分, ,也是藥物、農藥和許多化工產品的原料。也是藥物、農藥和許多化工產品的原料。l以仲胺合成以仲胺合成N-N-亞硝基化合物的能力最強。魚和某些蔬菜中亞硝基化合物的能力最強。魚和某些蔬菜中的胺類物質含量較高，魚肉中二甲胺的含量多在的胺類物質含量較高，魚肉中二甲胺的含量多在100mg/kg100mg/kg以上，且含量隨其新鮮程度、加工過程和貯藏條件的不同以上，且含量隨其新鮮程度、加工過程和貯藏條件的不同而有很大差異，曬干、煙熏、裝罐等加工過程均可致二級而有很大差異，曬干、煙熏、裝罐等加工

7、過程均可致二級胺含量明顯增加。胺含量明顯增加。lEndogenous formation of nitrosamines in vivol人體內也能合成一定量的人體內也能合成一定量的N-亞硝基化合物亞硝基化合物lpH3的酸性環(huán)境中合成亞硝胺的反應較強，因的酸性環(huán)境中合成亞硝胺的反應較強，因此胃可能是人體內合成亞硝胺的主要場所此胃可能是人體內合成亞硝胺的主要場所l在唾液中及膀胱內在唾液中及膀胱內(尤其是尿路感染時尤其是尿路感染時)也可能合也可能合成一定量的亞硝胺成一定量的亞硝胺1.3 Metabolism & toxicityl亞硝胺類化合物進入體內后，主要經肝微粒體細胞色亞硝胺類化合物

8、進入體內后，主要經肝微粒體細胞色素素P450的代謝活化，生成烷基偶氮羥基化物，此類的代謝活化，生成烷基偶氮羥基化物，此類代謝產物具有很強的致癌和致突變活性代謝產物具有很強的致癌和致突變活性l亞硝酰胺類化合物為直接致癌物和致突變物，不需要亞硝酰胺類化合物為直接致癌物和致突變物，不需要經過體內代謝活化經過體內代謝活化lToxicity Acute toxicity Carcinogenesis Teratogenesis Mutagenesisl致癌作用特點：致癌作用特點： （1 1）能誘發(fā)各種實驗動物的腫瘤）能誘發(fā)各種實驗動物的腫瘤 （2 2）能誘發(fā)多種組織器官的腫瘤）能誘發(fā)多種組織器官的腫瘤

9、（3 3）多種途徑攝入均可誘發(fā)腫瘤）多種途徑攝入均可誘發(fā)腫瘤 （4 4）一次大量給藥或長期少量接觸均有致癌作用）一次大量給藥或長期少量接觸均有致癌作用 （5 5）可通過胎盤對仔代有致癌作用）可通過胎盤對仔代有致癌作用1.4 Prevention(1)防止食物霉變或被其他微生物污染防止食物霉變或被其他微生物污染(2)控制食品加工中硝酸鹽或亞硝酸鹽用量控制食品加工中硝酸鹽或亞硝酸鹽用量(3)施用鉬肥施用鉬肥(4)增加維生素增加維生素C等亞硝基化反應阻斷劑的攝入量等亞硝基化反應阻斷劑的攝入量(5)制定標準并加強監(jiān)測制定標準并加強監(jiān)測2. Polycyclic aromatic hydrocarbon

10、s contamination and preventionlPAHs comprise a group of over 100 different chemicals, including benzo(a)pyrene.2.1 Food sources食品在烘烤或熏制時直接受到污染食品在烘烤或熏制時直接受到污染食品成分在高溫烹調加工時發(fā)生熱解或熱聚反應食品成分在高溫烹調加工時發(fā)生熱解或熱聚反應所形成所形成植物性食品吸收土壤、水和大氣中污染的植物性食品吸收土壤、水和大氣中污染的PAHs食品加工中受機油和食品包裝材料等的污染，在食品加工中受機油和食品包裝材料等的污染，在柏油路上曬糧食使糧食受到污

11、染柏油路上曬糧食使糧食受到污染污染的水可使水產品受到污染污染的水可使水產品受到污染植物和微生物可合成微量的植物和微生物可合成微量的PAHsl食品種類、生產加工、烹調方法的差異以及距離食品種類、生產加工、烹調方法的差異以及距離污染源的遠近等因素的不同，食品中污染源的遠近等因素的不同，食品中B(a)P的含的含量相差很大。其中含量較多者主要是烘烤和熏制量相差很大。其中含量較多者主要是烘烤和熏制食品。烤肉、烤香腸中食品?？救狻⒖鞠隳c中B(a)P含量一般為含量一般為0.680.7 g/kg，炭火烤的肉可達，炭火烤的肉可達2.611.2 g/kg。2.2 ToxicitylPAHs屬于前致癌物，在體內主要

12、通過動物混合屬于前致癌物，在體內主要通過動物混合功能氧化酶系中的芳烴羥化酶功能氧化酶系中的芳烴羥化酶(aryl hydrocar-bonhydroxylase，AHH)的作用，代謝活化為多的作用，代謝活化為多環(huán)芳烴環(huán)氧化物。環(huán)芳烴環(huán)氧化物。l環(huán)氧化物能與環(huán)氧化物能與DNA、RNA和蛋白質等生物大分子和蛋白質等生物大分子結合而誘發(fā)突變和腫瘤；亦可進一步代謝形成帶結合而誘發(fā)突變和腫瘤；亦可進一步代謝形成帶羥基的化合物，然后與葡萄糖醛酸、硫酸或谷胱羥基的化合物，然后與葡萄糖醛酸、硫酸或谷胱甘肽結合，從尿中排出。甘肽結合，從尿中排出。 l B(a)P對多種動物有肯定的致癌性對多種動物有肯定的致癌性2.

13、3 Preventionl防止污染、改進食品加工烹調方法防止污染、改進食品加工烹調方法l加強環(huán)境治理，減少環(huán)境加強環(huán)境治理，減少環(huán)境B(a)P的污染，從而減少其對的污染，從而減少其對食品的污染食品的污染l熏制、烘烤食品及烘干糧食等加工應改進燃燒過程，避熏制、烘烤食品及烘干糧食等加工應改進燃燒過程，避免使食品直接接觸炭火，使用熏煙洗凈器或冷熏液免使食品直接接觸炭火，使用熏煙洗凈器或冷熏液l不在柏油路上晾曬糧食和油料種子等，以防瀝青玷污不在柏油路上晾曬糧食和油料種子等，以防瀝青玷污l食品生產加工過程中要防止?jié)櫥臀廴臼称?，或改用食食品生產加工過程中要防止?jié)櫥臀廴臼称罚蚋挠檬秤糜妥鳚櫥瑒┯糜妥鳚?/p>

14、滑劑l去毒：去毒：用吸附法用吸附法(活性炭活性炭)，日光或紫外線照射，日光或紫外線照射制定食品中允許含量標準制定食品中允許含量標準3. Heterocyclic amines contamination and preventionlHeterocyclic amines (HCAs) constitute an important class of mutagenic and carcinogenic compounds found in cooked and charred foods.lSub-groups:namino-carbolines and -quinolinesnAIAs -

15、quinoxalines and pyridines3.1 Food sourcesl食品中的食品中的HCAs主要產生于高溫烹調加工過程，尤其是富主要產生于高溫烹調加工過程，尤其是富含蛋白質的魚、肉類食品在高溫烹調過程中更易產生。含蛋白質的魚、肉類食品在高溫烹調過程中更易產生。l影響食品中雜環(huán)胺形成的主要因素：影響食品中雜環(huán)胺形成的主要因素：1、烹調方式：加熱溫度愈高、時間愈長、水分含量愈少，、烹調方式：加熱溫度愈高、時間愈長、水分含量愈少，產生的雜環(huán)胺愈多產生的雜環(huán)胺愈多2、食物成份：在烹調溫度、時間和水分相同的情況下、食物成份：在烹調溫度、時間和水分相同的情況下l蛋白質含量較高的食物產生雜

16、環(huán)胺較多蛋白質含量較高的食物產生雜環(huán)胺較多l(xiāng)含有肌肉組織的食品可大量產生含有肌肉組織的食品可大量產生IQ型雜環(huán)胺型雜環(huán)胺l正常烹調食品中多含有一定量的雜環(huán)胺正常烹調食品中多含有一定量的雜環(huán)胺3.2 Toxicityl雜環(huán)胺需經過代謝活化后才具有致突變性和致癌雜環(huán)胺需經過代謝活化后才具有致突變性和致癌性，其活性代謝產物是性，其活性代謝產物是N-羥基化合物羥基化合物lToxicityn Strong mutagenesisn Carcinogenesisn Cardiomyotoxicity3.3 Preventionl改變不良的烹調方式和飲食習慣，少吃燒烤煎炸改變不良的烹調方式和飲食習慣，少吃燒

17、烤煎炸食物食物l增加蔬菜水果的攝入量增加蔬菜水果的攝入量l失活處理失活處理l加強監(jiān)測加強監(jiān)測4. Persistent organic pollutants contamination and preventionl持久性有機污染物持久性有機污染物(persistent organic pollutants，POPs)：是指可通過大氣、水等環(huán)境介質長距離：是指可通過大氣、水等環(huán)境介質長距離遷移并長期存在于環(huán)境中，通過食物鏈的生物富遷移并長期存在于環(huán)境中，通過食物鏈的生物富集作用對人體產生有害影響的天然或人工合成的集作用對人體產生有害影響的天然或人工合成的有機化學物質。有機化學物質。lPOPs的

18、化學性質穩(wěn)定，在自然條件下難以降解，的化學性質穩(wěn)定，在自然條件下難以降解，在土壤、水體、底泥中及生物體內的半衰期較長。在土壤、水體、底泥中及生物體內的半衰期較長。它們可蓄積在生物體的脂肪組織中，并通過食物它們可蓄積在生物體的脂肪組織中，并通過食物鏈的生物富集作用最終危害人類的健康。鏈的生物富集作用最終危害人類的健康。4.1 Structure & propertieslPCDD/Fs多氯代二苯并多氯代二苯并-對對-二噁英二噁英(polychlorinated dibenzo-p-dioxins, PCDDs)、多氯代二苯并呋喃、多氯代二苯并呋喃(polychlorinated dibe

19、nzofurans, PCDFs)系由系由1個或個或2個氧個氧原子連接原子連接2個被氯原子取代的苯環(huán)組成的氯代含氧三環(huán)芳個被氯原子取代的苯環(huán)組成的氯代含氧三環(huán)芳香族化合物。香族化合物。l難溶于水，但可溶于大部分有機溶劑，具有較強的脂溶性，難溶于水，但可溶于大部分有機溶劑，具有較強的脂溶性，故可蓄積在動植物的脂肪組織中，并經食物鏈在生物體內故可蓄積在動植物的脂肪組織中，并經食物鏈在生物體內富集?；瘜W穩(wěn)定性極強，在強酸、強堿及氧化劑中仍能穩(wěn)富集。化學穩(wěn)定性極強，在強酸、強堿及氧化劑中仍能穩(wěn)定地存在，對熱也十分穩(wěn)定。半衰期長，可長期存在于環(huán)定地存在，對熱也十分穩(wěn)定。半衰期長，可長期存在于環(huán)境中。境中

20、。l多氯聯(lián)苯多氯聯(lián)苯 (polychlorinated biphenyls, PCBs)是人工合成是人工合成的一組氯代烴類化合物，在的一組氯代烴類化合物，在2個苯環(huán)的不同位置可結個苯環(huán)的不同位置可結合不同數目的氯原子，工業(yè)上使用的主要是含合不同數目的氯原子，工業(yè)上使用的主要是含27個個氯的混合物。氯的混合物。l難溶于水，但易溶于有機溶劑和脂肪。物理化學性質難溶于水，但易溶于有機溶劑和脂肪。物理化學性質極穩(wěn)定，不易分解，耐酸堿，抗氧化，對金屬無腐蝕極穩(wěn)定，不易分解，耐酸堿，抗氧化，對金屬無腐蝕性，具有良好的電絕緣性和耐熱性，但可被紫外線破性，具有良好的電絕緣性和耐熱性，但可被紫外線破壞。除一氯化

21、物和二氯化物外，均為不燃物質。壞。除一氯化物和二氯化物外，均為不燃物質。4.2 Food sourcesnDioxin and dioxin-like compounds in environmentl二噁英及其類似物廣泛存在于大氣及飄塵、水體及底泥、二噁英及其類似物廣泛存在于大氣及飄塵、水體及底泥、土壤中。土壤中。l垃圾和醫(yī)療廢棄物的焚燒，特別是不完全燃燒或在較低溫垃圾和醫(yī)療廢棄物的焚燒，特別是不完全燃燒或在較低溫度下燃燒以及有度下燃燒以及有PVC塑料時，是環(huán)境中塑料時，是環(huán)境中PCDD/Fs主要來源主要來源lPCBs在環(huán)境中廣泛存在，垃圾焚燒也可產生在環(huán)境中廣泛存在，垃圾焚燒也可產生nDi

22、oxin and dioxin-like compounds in foodl主要來自環(huán)境的污染主要來自環(huán)境的污染發(fā)泡發(fā)泡PS、PVC塑料以及紙制品塑料以及紙制品作為食品包裝材料可將其遷移到食品中；意外事故作為食品包裝材料可將其遷移到食品中；意外事故l二噁英主要污染動物性食品，特別是魚類二噁英主要污染動物性食品，特別是魚類4.3 Metabolism & toxicitylPCDD/Fs和和PCBs在消化道的吸收率均很高，主要分布在在消化道的吸收率均很高，主要分布在肝臟和脂肪組織肝臟和脂肪組織lPCDD/Fs主要在肝臟進行羥化和脫氯，并與葡萄糖醛酸主要在肝臟進行羥化和脫氯，并與葡萄糖醛

23、酸結合，通過膽汁進入腸道。富含纖維素和葉綠素的食物可結合，通過膽汁進入腸道。富含纖維素和葉綠素的食物可促使促使PCDD/Fs以原型的形式經糞便排出。以原型的形式經糞便排出。PCDD/Fs也可也可通過胎盤和乳汁進入胎兒和嬰兒體內。通過胎盤和乳汁進入胎兒和嬰兒體內。lPCBs主要借助細胞色素主要借助細胞色素P450被羥化，其代謝速率還取決被羥化，其代謝速率還取決于所含氯原子的數量和位置。于所含氯原子的數量和位置。l毒性作用主要機制：通過芳烴受體毒性作用主要機制：通過芳烴受體(aryl hydrocarbon receptor，AhR)介導基因表達，啟動細胞內信號傳導介導基因表達，啟動細胞內信號傳導

24、nGeneral toxicity一般毒性一般毒性l四氯化物的毒性最強，尤其是四氯化物的毒性最強，尤其是2,3,7,8-四氯代二苯并四氯代二苯并-對對-二二噁英噁英(TCDD)lWasting syndrome 消瘦綜合征消瘦綜合征nChloracne 氯痤瘡氯痤瘡nHepatotoxicity 肝臟毒性肝臟毒性nImmunotoxicity 免疫毒性免疫毒性n生殖毒性和內分泌系統(tǒng)毒性生殖毒性和內分泌系統(tǒng)毒性nNeurotoxicity 神經毒性神經毒性n遺傳毒性和發(fā)育毒性遺傳毒性和發(fā)育毒性nCarcinogenesis 致癌性致癌性4.4 Preventionl控制和消除環(huán)境污染控制和消除環(huán)

25、境污染l建立實用、靈敏度高的檢測方法，加強監(jiān)督建立實用、靈敏度高的檢測方法，加強監(jiān)督監(jiān)測監(jiān)測l采取綜合預防措施采取綜合預防措施5. Chloropropanols contamination and preventionlChloropropanols in foods are formed during the production of hydrolysed vegetable protein (HVP) in the presence of hydrochloric acid.lAt least two of the group, 3-monochloro-1,2-propanediol

26、 (3-MCPD) and 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP), are considered potential carcinogens.l氯丙醇主要存在于用鹽酸水解法生產的氯丙醇主要存在于用鹽酸水解法生產的HVP調味液中。以調味液中。以HVP為原料制成的膨化食品等休閑食品，調味品如固體湯為原料制成的膨化食品等休閑食品，調味品如固體湯料、蠔油、雞精、快餐和方便面調料也含有氯丙醇。料、蠔油、雞精、快餐和方便面調料也含有氯丙醇。ToxicitylGeneral toxicity 一般毒性一般毒性 3-MCPD的主要靶器官是腎臟，主要表現(xiàn)為腎臟的主要靶器官是腎臟，主

27、要表現(xiàn)為腎臟的重量顯著增加和腎小管增生；的重量顯著增加和腎小管增生；1,3-DCP的主要的主要靶器官是肝臟靶器官是肝臟lReproductive toxicity 生殖毒性生殖毒性lNeurotoxicity 神經毒性神經毒性lGenotoxicity 遺傳毒性遺傳毒性lCarcinogenesis 致癌性致癌性Preventionl改進生產工藝改進生產工藝 原料中的脂肪較多、鹽酸的用量較大、氯離原料中的脂肪較多、鹽酸的用量較大、氯離子的濃度較高、回流的溫度過高以及反應時間過子的濃度較高、回流的溫度過高以及反應時間過長均可促使氯丙醇的形成。適當調整生產工藝可長均可促使氯丙醇的形成。適當調整生產工藝可使氯丙醇的含量大大降低。蛋白質含量高、脂肪使氯丙醇的含量大大降低。蛋白質含量高、脂肪含量低的豆粕是生產含量低的豆粕是生產HVP的理想原料。的理想原料。l加強行業(yè)自律加強行業(yè)自律l加強監(jiān)測加強監(jiān)測 6. Acrylamide contamination and preventionlAcrylamide is produced naturally in some foods that have been c