(14)-3.7其他化學(xué)物質(zhì)與食品安全

其他化學(xué)物質(zhì)與食品安全FoodSafety重金屬、硝酸鹽、苯系物等其他化學(xué)污染物概述、毒性與危害、防治措施。重點(diǎn)：重金屬與污染物的來源與危害難點(diǎn)：其它化學(xué)物質(zhì)的危害。本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)單重金屬概述

從食品污染和毒性這一角度將一些輕金屬元素、過渡元素、非金屬元素也包括在內(nèi)，最引人關(guān)注的是“鉛、鎘、汞、砷”等。

重金屬與食品安全有害金屬進(jìn)入食品途徑工業(yè)“三廢”排放及農(nóng)藥化肥的使用，造成環(huán)境污染，并經(jīng)動(dòng)植物攝取形成污染。與一般化肥、農(nóng)藥不同，與持久性有機(jī)污染物相似，被稱為持久性有毒物。自然環(huán)境的高本底。有些地區(qū)自然條件特殊，某種或某些有害金屬含量高而使動(dòng)植物體內(nèi)有害金屬含量高于其它地區(qū)。食品加工過程中進(jìn)入。如使用機(jī)械、管道、容器、食品添加劑等引入。有害金屬毒性作用特點(diǎn)多以原形金屬元素或金屬離子存在，但有些可能變成毒性更強(qiáng)的化合物。多數(shù)是低劑量長(zhǎng)期攝入在機(jī)體蓄積造成的慢性毒害，但一次大劑量可引起急性中毒。毒性大小與其存在形式有關(guān)，如易溶于水的氯化鎘、硝酸鎘比難溶于水的硫化鎘、碳酸鎘毒性更強(qiáng)，有機(jī)汞比無機(jī)汞毒性強(qiáng)，甲基汞更強(qiáng)。

多數(shù)通過抑制酶系統(tǒng)來發(fā)揮毒性作用。酶蛋白形成活性的許多功能基團(tuán)（如巰基、羥基、氨基、羧基等）可與重金屬發(fā)生結(jié)合，使酶活性降低甚至完全喪失。

機(jī)體中存在一些具有保護(hù)作用并能夠與重金屬結(jié)合的含巰基蛋白質(zhì)，稱為金屬硫蛋白。

不同重金屬與不同的巰基靶酶結(jié)合或作用于同一種酶但結(jié)合能力和部位不同，結(jié)果產(chǎn)生不同的毒性。膳食成分影響有毒金屬的毒性。食物蛋白質(zhì)，特別是含巰基的氨基酸（胱氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸）對(duì)重金屬有抵抗作用。食物中鋅/鎘比值大時(shí)鎘毒性低。還原性抗壞血酸可使六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，減低鉻毒性。有害金屬毒性作用特點(diǎn)殘留重金屬對(duì)食品安全的危害鉛（lead，Pb）

人體內(nèi)鉛90%蓄積于骨骼中，血液中鉛含量低于10%，但血鉛是慢性中毒發(fā)作的原因。

各臟器中均可檢出鉛，其中肝臟含量最高。鉛主要經(jīng)腎臟、腸道排出，其次汗液、頭發(fā)也可排出鉛。

鉛在體內(nèi)生物半衰期長(zhǎng)（4年），如以骨骼計(jì)劃則長(zhǎng)達(dá)10年。

鉛主要危害神經(jīng)系統(tǒng)、造血器官和腎臟，還具有生殖毒性、致癌性和致突變性。汞（mercury，Hg）食品中金屬汞幾乎不吸收，無機(jī)汞吸收率也很低，90%以上從糞便排出。有機(jī)汞的消化道吸收率很高，但儲(chǔ)存以肝、腎、腦含量最高。

甲基汞親脂性以及與巰基親和力強(qiáng)，可以通過血腦屏障、胎盤屏障和血鼻屏障，在腦內(nèi)積蓄，導(dǎo)致腦和神經(jīng)系統(tǒng)損傷，并可使胎兒、新生兒發(fā)生汞中毒。硒可降低汞毒性。

20世紀(jì)50年代，日本甲基汞中毒引起“水俁病”。汞（mercury，Hg）汞（mercury，Hg）汞（mercury，Hg）鎘（cadmium，Cd）鎘吸收進(jìn)入人體，大多數(shù)與低分子硫蛋白結(jié)合形成金屬硫蛋白，主要蓄積在肝臟，其次是腎臟，通過糞便、尿液、汗液、頭發(fā)排出，生物半衰期15~30年。

鎘對(duì)體內(nèi)巰基酶有強(qiáng)抑制作用，鎘主要危害腎臟、骨骼和消化系統(tǒng)，尤其損害腎臟近曲小管上皮細(xì)胞，產(chǎn)生重吸收功能障礙，出現(xiàn)蛋白尿、氨基酸尿、糖尿、高鈣尿等。

鎘為細(xì)胞毒素，破壞體內(nèi)鈣平衡，引起骨骼劇痛、骨萎縮，稱為“骨痛病”。

鎘還有一定的“三致”作用。鎘（cadmium，Cd）砷（arsenic，As）

非金屬元素，但許多理化性質(zhì)與金屬類似，常稱為“類金屬”。無機(jī)砷：劇毒的有三氧化二砷（砒霜）、砷酸鈉、亞砷酸鈉、砷酸鈣等。強(qiáng)毒的有：砷酸鉛等有機(jī)砷：天然存在的一甲基胂、二甲基胂、農(nóng)業(yè)制劑的甲基砷酸鋅（稻谷青）、甲基砷酸鈣（稻寧）、甲基砷酸鐵胺（田胺）、二甲基二硫代氨基甲酸胂（福美胂）、新砷凡鈉明（914）、乙酰亞砷酸酮等。

無機(jī)砷有機(jī)砷砷在自然界多以五價(jià)存在，環(huán)境污染的砷多以三價(jià)形式出現(xiàn)。藻類、甲殼類、雙殼貝類、某些魚可富集砷。動(dòng)物體內(nèi)砷主要蓄積于毛發(fā)、指（趾）甲、骨骼等部位，由糞便、尿液排出。食品中砷：無機(jī)砷（As3+

、As5+）、有機(jī)砷（R-As-X），其毒性大小順序：As3+＞As5+＞R-As-X。無機(jī)砷的有機(jī)化可解毒。硒對(duì)砷有拮抗作用。砷（arsenic，As）砷毒性機(jī)理砷與角蛋白的疏基有強(qiáng)親和力對(duì)含雙疏基結(jié)構(gòu)的酶（如胃蛋白酶、胰蛋白酶、丙酮酸氧化酶、α-酮戊二酸氧化酶、ATP酶等）有強(qiáng)抑制作用，使體內(nèi)代謝出現(xiàn)障礙。砷可導(dǎo)致毛細(xì)血管通透性增加，引起多器官病變。砷有致癌作用，但潛伏期長(zhǎng)，平均30年。砷毒性機(jī)理食品中的化學(xué)污染物包括無機(jī)污染物和有機(jī)污染物，其中有機(jī)污染物較多。污染物與食品安全多環(huán)芳烴伯胺類丙烯酰胺甲醛有機(jī)污染物對(duì)食品安全的影響多環(huán)芳烴（polycyclicaromatichydrocarbon，PAH）化學(xué)結(jié)構(gòu)：兩個(gè)以上苯環(huán)連在一起的碳?xì)浠衔铩?/p>

稀環(huán)型（非稠環(huán)型）：苯環(huán)之間各由一個(gè)碳原子相連，如聯(lián)苯、聯(lián)三苯等。稠環(huán)型：兩個(gè)碳原子為兩個(gè)苯環(huán)所共有。有機(jī)污染物對(duì)食品安全的影響污染來源有機(jī)物不完全燃燒產(chǎn)生，如煤、石油、煤焦油、木材等不完全燃燒，產(chǎn)生PAH排放進(jìn)入大氣中。多環(huán)芳烴疏水性，親有機(jī)溶劑。

PAH通過呼吸道、胃腸道、皮膚進(jìn)入人體，分布全身多個(gè)臟器，以脂肪組織中最多。毒性中等、低等，具一定的“三致”毒性和遺傳毒性以及光致毒效應(yīng)。中毒表現(xiàn)神經(jīng)毒、皮膚毒、肺毒、血液毒、肝毒、心肌損傷、過敏等。毒性與結(jié)構(gòu)有關(guān)。數(shù)十種PAH中，以苯并[

]芘研究較多，常以此作為PAH污染指標(biāo)。

污染來源雜環(huán)胺（heterocyclicamines）化學(xué)結(jié)構(gòu):一類帶有雜環(huán)的伯胺。食品加工，烹調(diào)過程中，由于蛋白質(zhì)、氨基酸的熱解而產(chǎn)生。

強(qiáng)烈致突變性，引起多種組織腫瘤。

氨基咪唑氮雜芳烴（aminoimidazoazaarene，AIA）類。氨基卟啉（amino-carboline）類。

α-卟啉類

γ-卟啉類

δ-卟啉類雜環(huán)胺（heterocyclicamines）來源高溫烹調(diào)的魚和肉類食品是膳食雜環(huán)胺的主要來源。其前體物為肌酸、肌肝、氨基酸、糖等。

雜環(huán)胺氨基酸吡啶或吡嗪+醛蛋白質(zhì)肌酸肌酐來源

雜環(huán)胺為前致突變物，必須經(jīng)代謝活化才能產(chǎn)生致癌突變性。

活化：環(huán)外氨基的氧化。

氧化的氨基進(jìn)一步酯化。致突變,與DNA形成加合物是其致癌、致突變的基礎(chǔ)。致癌，主要是肝。心肌毒性，細(xì)胞毒性。代謝及毒性N-亞硝基化合物（N-nitrosocompound）化學(xué)結(jié)構(gòu)

N-亞硝基化合物為一類具有

結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物。

前體物為硝酸鹽、亞硝酸鹽、胺類。

N-亞硝胺

N-亞硝酰胺N-亞硝銨對(duì)稱性亞硝銨：基團(tuán)R1與R2相同。

非對(duì)稱性亞硝銨：基團(tuán)R1與R2不同。

大多數(shù)不溶于水，溶于有機(jī)溶劑。不能自發(fā)水解，需代謝活化才具有致癌突變性。N-亞硝酰胺

可自發(fā)降解成重氮化合物，并與DNA結(jié)合發(fā)揮致癌、致突變性。N-亞硝基化合物（N-nitrosocompound）來源

由前體物產(chǎn)生亞硝化劑：硝酸鹽、亞硝酸鹽及其它氮氧化物可亞硝化的含氮化合物：胺、酰胺、氨基酸、多肽、脲等。

腌制食品時(shí)加硝酸鹽，還原成亞硝酸鹽，具有改善顏色、改進(jìn)風(fēng)味和防腐的作用。

人體來源：攝食體內(nèi)合成（口腔、胃、膀胱）N-亞硝基化合物的形成毒性亞硝酸鹽毒性：鎮(zhèn)靜、平滑肌松弛、血管擴(kuò)張、血壓下降、高鐵血紅蛋白癥等。亞硝酸鹽使Fe2+氧化成Fe3+。N-亞硝基化合物毒性：傷害肝，常伴有出血性肺水腫及骨髓、淋巴系統(tǒng)損傷等。遺傳毒性、“三致”作用。丙稀酰胺（acrylamide）化學(xué)結(jié)構(gòu)：CH2=CHCONH2

一些油炸淀粉類食品如油炸薯?xiàng)l、土豆片、谷物、面包等中出現(xiàn)。

主要前體物為游離天冬氨酸與還原糖，二者發(fā)生美拉德反應(yīng)生成丙稀酰胺。通過消化道、呼吸道、皮膚進(jìn)入人體。潛在的神經(jīng)毒性、遺傳毒性、致癌性。

神經(jīng)-生殖-內(nèi)分泌毒性。甲醛（formaldehyde）化學(xué)結(jié)構(gòu)：甲醛合次硫酸氫鈉，俗稱吊白塊、雕白粉，是一種工業(yè)漂白劑，可分解為甲醛和二氧化硫。

來源：消毒劑使用。

甲醛水溶液（福爾馬林）是浸泡水產(chǎn)品和水發(fā)產(chǎn)品。

米、面等食品添加吊白塊。毒性：甲醛具有細(xì)胞原生質(zhì)毒性，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、肝臟等產(chǎn)生嚴(yán)重毒害，還有“三致”毒性。小結(jié)化學(xué)物質(zhì)的應(yīng)用使食品的工業(yè)化生產(chǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，但由于農(nóng)藥、獸藥、食品添加劑、重金屬等化學(xué)物質(zhì)廣泛存在于土壤、水、空氣、食品、飼料、藥品等與人們生活密切相關(guān)的環(huán)境中，并可通過食物鏈在生態(tài)系統(tǒng)中起放大效應(yīng)，從而產(chǎn)生更大的危害。隨著現(xiàn)代食品工業(yè)的發(fā)展及個(gè)人利益的趨使，蘇丹紅