亚硝基化合物

,硝酸盐、亚硝酸盐和N-亚硝基化合物,学习目的与要求,了解N-亚硝基化合物的结构、性质和合成途径掌握N-亚硝基化合物和前体物的来源以及控制N-亚硝基化合物危害的措施熟悉亚硝酸盐、硝酸盐和N-亚硝基化合物的毒性规律，以及在食品中的允许限量标准,1937年Freund首次报道了两例职业接触N-亚硝基二甲基胺(NDMA，又称二甲基亚硝胺)中毒案例，病人出现中毒性肝炎和腹水。其后以NDMA给小鼠和狗染毒，也出现肝脏退行性环死。之后揭示了NDMA不仅是肝脏的剧毒物质，也是强致癌物，可引起肝脏肿瘤。挪威曾发生羊、貂因食用亚硝酸盐腌制的鱼粉饲料，而得严重的肝病，引起人们对亚硝胺的关注。,一、N-亚硝基化合物（N-Nitroso-compound）,凡是具有 =N-N=O 这种基本结构的化合物 统称为N-亚硝基化合物。 N N=O,1. 分类：N-亚硝胺和N-亚硝酰胺 R1 N-亚硝胺 N N=O R2N-亚硝酰胺R1 N N=O R2CO,2.结构特点,3.理化性质（1）N-亚硝胺： 稳定不易水解，在中性和碱性环境中稳定；酸性和紫外光照射下可缓慢裂解。（2）N-亚硝酰胺： 化学性质活泼，在酸碱下均不稳定。,一、N-亚硝基化合物（N-Nitroso-compound）,1）合成机理亚硝胺合成发应机理：亚硝酸盐 NaNO2 +HCLHNO2+NaCl2HNO2 N2O2+H2O仲胺：R1R1NH + N2O2 N- N=O +HNO2 R2R2,4、N-亚硝基化合物的合成,亚硝酰胺合成反应机理,亚硝酸盐 NaNO2 +HCLHNO2+NaCl2HNO2 +H+ H2NO2+仲胺：R1 R1NH + H2NO2 N- N=O +H2O+H+R2CO R2 CO,4、N-亚硝基化合物的合成,2）N-亚硝基化合物前体物：指亚硝酸盐、硝酸盐、胺类、酰胺类、氨基甲酸乙酯、胍类等，这类能合成亚硝基化合物的物质。,4、N-亚硝基化合物的合成,A 胺类：肿胺、二甲胺、胍类B 亚硝基化剂： -NO3+、-NO2+、N2O3、NO、NO2、N2O4等亚硝酸盐 亚硝酸盐：新鲜蔬菜、贮存蔬菜、发酵食品、化肥、食品添加剂,4、N-亚硝基化合物的合成,4、N-亚硝基化合物的合成,3）影响合成因素 * PH 3适宜 * 反应物浓度* 催化剂存在：大肠杆菌，黄曲酶* 温度、加工条件、组织成分4）合成场所 食品加工时条件适宜即合成； 人体内合成：胃、口腔、膀胱、尿道,二、食品中硝酸盐和亚硝酸盐,(1)环境中的硝酸盐和亚硝酸盐：微生物的根瘤菌及植物的固氮肥作用，是硝酸盐的重要来源。人类活动，特别是氮肥的使用，以及工业和生活污水的排放，使环境中的氮增加。(2)膳食中摄入的硝酸盐和亚硝酸盐：蔬菜能从土壤中富集硝酸盐，如莴苣与生菜中最高可达5800mg/kg，菠菜7000mg/kg，甜菜6500mg/kg。蔬菜腌制，亚硝酸盐含量增高。,(3)作为食品的防腐剂和发色剂 腌肉、腌鱼、火腿、香肠、罐头等的加工过程加硝，作为防腐剂是一种古老的方法。它具有稳定的颜色，减少哈败，改进了风味又抑制微生物生长的作用。 亚硝酸盐有抑制肉毒梭菌的作用，它是目前未能完全代替的食品添加剂。,(4)硝酸盐和亚硝酸盐的体内合成 唾液中的硝酸盐可转化为亚硝酸盐，约占硝酸盐摄入量的5%-8%。 低胃酸水平促成细菌生长，可将硝酸盐还原为亚硝酸盐，使其在胃液中的含量升高6倍。 机体内存在一氧化氮合成酶，可将精氨酸转化成一氧气化氮和瓜氨酸；而一氧化氮可形成过氧化氮，瓜氨酸与水作用释放亚硝酸盐。,某县新蔬菜中硝酸盐含量,蔬菜腌制过程硝酸盐和亚硝酸盐的消长,贮存蔬菜中亚硝酸盐含量的变化（mg/Kg),我国食品中亚硝酸盐含量（mg/Kg),(1)食品中加入硝酸盐和亚硝酸盐 在酸性条件下，亚硝酸盐与二级胺或三级胺相互作用，容易形成N-亚硝基化合物。如亚硝胺保存的鱼饲料，与鱼体内的氧化三甲胺反应，形成NDMA(N-亚硝基二甲胺);肉类热加工容易形成NPYR(N-亚硝基吡咯烷)和NThZ(N-亚硝基噻唑)。 为阻止微生物生长防止奶酪哈败，也加硝酸盐（荷兰和德国允许加到）1g/kg。,三、食品中N-亚硝基化合物,（2）食品干燥 食品明火热空气干燥是形成N-亚硝基化合物的第二机制。如制啤酒的干麦芽中NDMA(N-亚硝基二甲胺)最高可达100g/kg，间接加热可降至0.5 g/kg。 奶粉干燥，NDMA的污染水平在0.1-5g/kg。 煤气炉明火烤鱼，NDMA明显增加。,(3)容器和包装材料向食品迁移 大多数食品包装材料含有吗啉(98-824g/kg)，吗啉易形成NMOR(N-亚硝基吗啉)，可迁移至食品中。 许多橡胶制品(包括婴儿奶嘴)含有挥发性的亚硝胺(42-617g/kg)可进入饮水和牛奶中。奶嘴在150ml 沸水煮3min或37保温3h，有6%-44%的挥发性亚硝胺迁移到食品中。,(4)直接添加 用于腌肉的预混剂，含有盐、糖、胡椒等香料和亚硝酸盐，胡椒中含呱啶(PIP)，与亚硝胺形成 N-亚硝胺呱啶(NPIP)。 我国的方便面调料含胡椒和海米等，可检出高水平的亚硝胺化合物。 使用离子交换树脂，带入亚硝胺，使食品工业用水污染，N-亚硝基二甲胺(NDMA)和N-亚硝基二乙胺(NDEA)的污染在1g/L 以下。,肉类和鱼制品中亚硝胺的含量水平,鱼不同加工方法亚硝胺含量 加工方法亚硝胺含量(vg/kg) 新鲜 4 烟熏 4 9 盐腌 12 14,三种加工方法卤肉制品亚硝酸盐残留量（mg/Kg)方法样本数 平均值 范围腌后弃汤另煮17 0.080 0.0650.64 水、生肉+ 37 0.140 0.0090.54卤水同时煮腌后直接烤 19 0.749 0.0492.36,四、硝酸盐与亚硝酸盐的毒性,亚硝酸盐急性中毒作用包括镇静、平滑肌松弛、血管扩张和血压下降，导致外周血液循环障碍，加重高铁血红蛋白血症，造成组织缺氧。动物的LD50按体重计在100200mg/kg。肾上腺皮质增生是大鼠最敏感的指标。亚硝酸盐是一种允许使用的食品添加剂，只要使用控制在安全范围内不会对人体造成危害。,高剂量的亚硝酸盐能使血色素中二价铁氧化成三价铁，产生大量高铁血红蛋白，从而使其失去携氧和释氧能力。如果摄入亚硝酸盐过多，使高铁血红蛋白的形成速度超过还原速度，则出现高铁血红蛋白血症，即产生亚硝酸盐中毒。当体内高铁血红蛋白达到20%-40%就出现缺氧症状，达到70%以上可导致死亡。,四、硝酸盐与亚硝酸盐的毒性,亚硝酸盐中毒症状：口唇、指甲和全身皮肤出现紫绀等组织缺氧症状，并有头晕、头痛、心率加速、恶心、呕吐、腹痛等症状。严重者引起呼吸困难、循环衰竭和中枢神经损伤，常死于呼吸衰竭。,四、硝酸盐与亚硝酸盐的毒性,婴儿正铁血红蛋白症：蓝婴症；1945；1994婴儿先天畸形：中枢神经瘤；1982，南澳甲状腺肿：高硝酸盐减少碘的消化吸收癌症：,四、硝酸盐与亚硝酸盐的毒性,（1）急性毒性：较少报道。主要症状：头晕、乏力、肝脏肿大、腹水、黄疸及肝实质病变，报道4例，2例死亡。 （2）致癌作用 多次长期摄入致癌； 一次冲击量致癌； 多种靶器官产生肿瘤； 成年幼年动物均可致癌；,五、N-亚硝基化合物的毒性,N-亚硝基化合物的致癌性,动物试验证明，N-亚硝基化合物具有致癌作用；N-亚硝胺稳定，称为前致癌物；N-亚硝酰胺不稳定，称为终末致癌物；未发现对N-亚硝基化合物致癌作用有抵抗力的动物；不同亚硝基化合物的致癌强度不同，具有剂量效应关系；TD50为实验动物50%诱发出肿瘤的平均总致癌剂量；器官特异性，不同的化合物有不同的靶器官 对称性的诱发肝癌，不对称性的诱发食道癌,亚硝胺类的致癌性,N-亚硝基化合物的致畸、致突变作用,机体代谢直接作用表现：诱发基因突变、染色体异常和DNA修复障碍二甲基亚硝胺具有致突变作用，常作为试验的阳性对照；硝胺类致畸作用很弱，酰胺类致畸作用较强,N-亚硝基化合物对人类致癌的可能,食物及其它环境中有亚硝基化合物及其前体物存在人类能摄入这些物质；人胃内可合成亚硝基化合物；尚未发现任何一种动物对亚硝基化合物的诱变性有抵抗力，包括灵长类动物及对化学致癌物不够敏感的动物；人肝的体外代谢证实人肝与其他动物对亚硝基化合物代谢类似；人类亚硝胺中毒与动物类似；胃癌高发区，饮水中或土壤内硝酸盐含量高；,六、预防N-亚硝基化合物危害的措施,1）阻断或减少N-亚硝基化合物的合成 P96 A 防止食物霉变以及其他微生物污染 B 控制食品加工中硝酸盐及亚硝酸盐的使用量 C 农业生产中推广施用钼肥 D 多食用能够降低N-亚硝基化合物危害的食品 E 抑制体内N-亚硝基化合物的合成 注意口腔卫生、维持胃酸的分泌量、防止泌尿系统的感染等，减少这些部位N-亚硝基化合物的内源性合成,香肠中加VC对生产亚硝胺的影响,VC对油炸熏肉中生成亚硝胺的影响,2）防止或减少亚硝基化合物的危害作用 A 提高维生素C摄入量 B 许多食物成分可阻断亚硝胺的形成 C 吃新鲜食物减少腌制食品的摄入量 D 暴晒污染的粮食和饮水3）制订食品中N-亚硝基化合物限量标准 P96,六、预防N-亚硝基化合物危害的措施,食品中亚硝酸盐允许限量标准,20