课件：食品中的有害成分.ppt

,食品生物化学,第二十六章 食品中的有害成分,食物中除营养成分和虽然不一定有营养作用，但能赋予食物以应有的色、香、味等感官性状的成分外，还常含有一些无益有害的成分，称为嫌忌成分。 嫌忌成分或来源于食物原料本身，或来源于食品加工过程，或来源于微生物污染和环境污染等。 当食品中的有害成分的含量超过一定限度时，即可造成对人体健康的损害。,全球工业化导致世界食品安全危机,1953年，日本水俣病 ,汞中毒，2万多人受害,55人死亡。 1955年，日本森永奶粉事件，砷中毒，1.2万婴儿中毒，120死亡。 1968年，日本米糠油事件，PCB中毒，1.5万人受害，124人死亡。 1972年，伊拉克农药中毒，汞中毒，6530人受害，459人死亡。 1984年，印度博帕尔联合农药厂泄漏， 20万人受害，2500死亡。 1993年，美国大肠杆菌O157:H7中毒： 700余人中毒，20人死亡。 1996年，英国疯牛病,400万头牛宰杀，直接经济损失300亿美元 1997年，日本大肠杆菌O157:H7中毒:中毒人数1万人，死亡11人 1997年，香港及亚太地区，禽流感，6人死亡，130万只鸡宰杀。 1999年，比利时二恶英污染：宰杀1000万鸡，经济损失80亿美元 2002年，美国李斯特菌感染，2000人中毒，20人死亡，300万磅肉制品销毁 2003年，SARS席卷全球，直接经济损失以千亿人民币计。 2004年，丙毒、GMO 2005年，苏丹红 、阪崎杆菌等。,我国近年的食品安全事件,1988年，上海甲肝炎暴发性流行事件，30万市民染上肝炎。 1996年, 广东甲胺磷中毒事件，中毒80起，中毒人数达1874人。 1997年, 云南假酒中毒事件,192人中毒,157人致残，35人死亡。 1997年，云南思茅蘑菇中毒，共有255人中毒，死亡73人。 1998年, 山西假酒中毒事件, 200多人中毒，27人死亡 1999年，广东肇庆石蜡油中毒事件, 700人中毒。 2001年，广东河源市瘦肉精484人中毒。 2001年，吉林市学生豆奶中毒，中毒人数6000多名。 2002年，长春学生豆奶中毒,3000多名学生食用变质。 2003年，辽宁海城学生豆奶中毒，3000多名中毒，3人死亡。 2003年，SARS席卷全国，直接经济损失以千亿人民币计。 2003年，广西玉林市“吊白块”粉丝中毒，中毒人数87人。 2004年，安徽劣质奶粉事件，100多名婴儿受害，10多名死亡中毒 2004年，广东信宜 “瘦肉精，530人中毒 2005年，肯德基苏丹红事件，卡夫转基因饼干，雀巢碘超标奶粉,第一节 食品中的天然毒素,一、植物性和蕈类食品中的毒素,（一）有毒植物蛋白及氨基酸,1. 凝集素 在豆类及一些豆状种籽(如蓖麻)中含有一种能使红血球细胞凝集的蛋白质，称为植物红血球凝集素（简称凝集素）。 已知凝集素有很多种类，其中大部分是糖蛋白，含糖类约410%。 特点：所有凝集素在湿热处理时均被破坏，在干热处理时则不被破坏。,大豆凝集素 菜豆属豆类的凝集素 蓖麻毒蛋白,2. 蛋白类酶抑制剂 蛋白类酶抑制剂在体外试验中能与有关酶类迅速结合并形成非常稳定的复合物，从而抑制相应酶类的作用。 特点：热处理可使之失活,胰蛋白酶抑制剂 淀粉酶抑制剂,3. 毒肽 真菌中，肝脏毒素。 鹅膏菌毒素 鬼笔毒素,4. 有毒氨基酸及其衍生物 山黎豆毒素：神经毒素或骨骼致畸 -氰基丙氨酸：蚕豆中，神经毒素 刀豆氨酸：存在于豆科 L-3,4-二羟基苯丙氨酸(DOPA)：致蚕豆病（急性溶血性贫血）,（二）毒苷,1. 氰苷类 水解产生氰氢酸（HCN），HCN是呼吸电子传递链的强抑制剂。,苦杏仁苷：杏仁、桃、李等核仁中。 洋李苷：蔷薇科植物中。 荚豆苷：野豌豆属植物中。 蜀黍苷：高粱属植物中。 亚麻苦苷：菜豆、木薯等中。,图4-1 生氰糖苷产生氰氢酸的过程,2. 硫苷 存在于甘蓝、萝卜、芥菜、卷心菜等十字花科植物及葱、蒜等植物中，是这些蔬菜辛味的主要成分。 过量摄入抑制机体生长发育。,3. 皂苷类 广泛分布于植物界，溶于水搅动起泡。多数没有毒性，少数有剧毒（如茄苷）。 三萜烯类苷 螺固醇类苷 固醇生物碱类苷,（三）生物碱,生物碱一般是指存在于植物中的含氮碱性化合物，大多数生物碱都具有毒性。,1. 兴奋性生物碱 黄嘌呤衍生物咖啡碱、茶碱和可可碱是食物中分布最广的兴奋性生物碱。 具有刺激中枢神经兴奋的作用，常作为提神饮料。,2. 镇静及致幻性生物碱 古柯碱 毒蝇伞菌碱及蟾蜍碱 裸盖菇素及脱磷酸裸盖菇素,3. 毒性生物碱 双稠吡咯啶类生物碱 秋水仙碱 马鞍菌素,（四）棉酚,存在于棉花全株中的酚类色素 棉酚能使人体组织红肿出血、神经失常、食欲不振、体重减轻、影响生育力。 湿热处理可除毒，但使蛋白质的营养价值降低，一般溶剂萃取分离。,（五）荞麦素和原荞麦素,有毒的致光敏酚类色素。 以糖甙的形式存在于荞麦花中。 经阳光照射后原荞麦素即转变为荞麦素。,（六）白果酚和白果酸,在白果（银杏）果实肉质外种皮、种仁及绿色的胚中含有有毒的白果二酚、白果酚和白果酸等。 以白果二酚毒性较大。经皮肤接触或经口进入人体后，作用于中枢神经。,（七）植物抗毒素,植物在霉菌感染、紫外线、寒冷、重金属盐类处理及外伤等逆境下常产生一些应激性的次生代谢产物，如甘薯黑疤霉酮、豌豆素、菜豆素、芹菜黄毒素等，统称为植物抗毒素。,二、动物食品中的毒素,有毒的动物性食品几乎都属于水产品。 已知1000种以上的海洋生物是有毒的或能分泌毒液的，其中许多是可食用的或能进入食物链的。 鱼类毒素和贝类毒素。 主要为大分子蛋白质和小分子季胺类化合物。通常都是神经毒素。,石房蛤毒素：神经毒素，为低分子毒素中最毒的一种。抑制位于脑中的呼吸和心血管调节中枢，常由于呼吸衰竭而引起死亡。,（一）贝类毒素,河豚鱼毒素：极耐高温，使神经麻痹而死亡。,（二）鱼类毒素,第二节 微生物毒素,一、霉菌毒素,霉菌毒素主要是指霉菌在其所污染的食品中所产生的有毒代谢产物。 产毒霉菌产生毒素需要一定的条件，主要包括基质（食品）、水分、湿度、温度以及空气流通情况等。,霉菌及其产生的毒素对食品的污染以南方多雨地区为多见，目前已知的霉菌素素约有200余种，不同的霉菌其产毒能力不同，毒素的毒性作用也不同，按其化学性质可分为肝脏毒、肾脏毒、神经毒、细胞毒及性激素样作用。 与食品关系较为密切的霉菌毒素有黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、杂色曲霉素、岛青霉素、黄天精、桔青霉素、展青霉素、单端孢霉素类、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、丁烯酸内酯等。,影响霉菌产毒的因素,温度：大多数霉菌繁殖最适宜的温度为25-30，在0以下或30以上，不能产毒或产毒力减弱。一般来说，产毒温度略低于生长最适温度。 基质：不同的霉菌菌种易在不同的食品中繁殖，即各种食品中出现的霉菌以一定的菌种为主。如玉米、花生以黄曲霉为主，小麦以镰刀菌为主，大米中以青霉为主。 湿度：相对湿度在80以下时，主要是干生性霉菌（灰绿曲霉、白曲霉等）繁殖；相对湿度在8090时，主要是中生性霉菌（多数曲霉、青霉等）繁殖；相对湿度在90以上时，主要为湿生性霉菌（毛霉）繁殖。 空气流通：大部分霉菌生长繁殖和产毒均需要氧气，少数霉菌（毛霉、庆绿曲霉）厌氧并可耐受高浓度的CO2。,霉菌和霉菌毒素的卫生学意义,引起食品变质：食品霉菌污染程度及卫生质量评定：A.霉菌菌落总数 B.霉菌菌相构成。 霉菌毒素引起人畜中毒：霉菌毒素引起的中毒大多通过被霉菌污染的粮食，油料作物以及发酵食品等引起，而且霉菌毒素中毒往往表现为明显的地方性和季节性，临床表现较为复杂，有急性中毒、慢性中毒以及致癌、致畸和致突变等。,1. 黄曲霉毒素 由黄曲霉和寄生曲霉中少数几个菌株所产生的肝毒性代谢物。 粮食、花生、玉米中常见。 包括B、G两大类，其中以黄曲霉毒素B1最为常见，毒性也最大 。,（一）曲霉毒素,黄曲霉毒素的结构,两个呋喃环和香豆素。前者为基本毒性结构，后者与致癌作用有关。,黄曲霉毒素（aflatoxin，AFT)的性质,AFT目前已分离鉴定出20余种异构体，其中最常见的包括B1、B2、G1、G2、M1、M2 。 紫外线下发不同颜色的荧光，蓝色荧光（Blue fluorescence）为B族，黄绿色荧光（yellow-Green fluorescence）为G族；M1和M2为B1、B2的羟化衍生物，主要存在于奶（milk）及奶制品、肉类（meat）中，故名M族。 呋喃环有双键者毒性强，具有致癌性； 溶于油、氯仿、甲醇等有机溶剂，不溶于水、乙醚、石油醚； 耐热，加热到280才裂解破坏； 在中性和酸性溶液中稳定，在pH值9-10的强碱性溶液中迅速分解。,黄曲霉毒素产生的影响因素,培养基：花生、玉米等是黄曲霉的天然培养基。 温度和湿度：最适生长温度在37左右，产毒温度略低于最适生长温度，黄曲霉毒素产毒温度28-32，相对湿度85以上。 水分：产毒的适宜水分活度为0.8-0.9。 pH值：最适pH值为3 。,AFT污染食品的情况,黄曲霉毒素经常污染粮油及其制品。各种坚果、特别是花生和核桃中，大豆、稻谷、玉米、调味品、牛奶、奶制品、食用油等制品中也经常发现黄曲霉毒素。 一般在热带和亚热带地区，食品中黄曲霉毒素的检出率比较高。,黄曲霉毒素的毒性,急性毒性：剧毒物质，毒性是氰化钾的10倍，砒霜的68倍。 慢性毒性：动物生长迟缓，肝脏出现亚急性或慢性损伤。 三致作用：致癌、致畸、致突变 。,预防措施,预防霉菌污染为根本措施：降低温度；降低粮食水分；通风干燥，控制环境湿度；减少氧气含量；减少粮粒损伤程度；培育抗霉新品种。 去毒措施：挑选霉粒；碾压水洗；油碱炼去毒；油吸附（白陶土或活性炭）去毒；紫外线照射去毒。 制定执行食品中最高容许量标准,2. 小柄曲霉毒素 杂色曲霉、构巢曲霉等产生 分子结构与黄曲霉毒素类似 致肝癌毒素，其毒性较低。,3. 棕曲霉毒素 是棕曲霉的毒性代谢物，有A，B，C三种同系物，以棕曲霉毒素A毒性最大。 能致肝、肾损伤和肠炎。 存在于玉米、小麦、花生、大豆、大米等粮食中。,黄变米毒素 环氯素 岛青霉毒素,（二）青霉毒素,1. 岛青霉毒素,国外报道的“黄变米”主要来自青霉属，最常分离的霉菌有黄绿青霉、岛青霉和桔青霉等。“黄变米”是由于稻谷收割后，贮存中含水份过高，被霉菌污染后发生霉变所致，因为霉变呈黄色，故称“黄变米”。,2. 桔青霉毒素 主要损害神经系统，对中枢神经和脊髓运动细胞具有抑制作用。,3. 黄绿青霉毒素 主要损害神经系统。,见于镰刀菌污染的粮食和饲料。 毒素比较稳定，耐热、耐酸、耐干燥，因此污染后的谷类和饲料不能再利用。,（三）镰刀菌毒素,1. 顶孢霉毒素（单端孢霉毒素） 性质稳定，用一般烹调方法不易被破坏。 2. 玉米赤霉烯酮 有雌激素的作用，能使子宫肥大、抑制卵巢正常功能，使之萎缩，因而造成流产，不孕。 3. 丁烯酸内酯 存在于多种镰刀菌中，属血液毒素，能使动物皮肤发炎、坏死。 4. 串珠镰刀菌毒素,甘薯被黑斑病菌及腐皮镰孢等霉菌侵染后产生应激反应而产生一些有毒的次生代谢产物。 主要有薯萜酮、薯萜酮醇、4-薯醇及薯素。前两种为肝毒素，后两种为肺水肿因子。,（四）霉变甘薯毒素,二、细菌毒素,（一）肉毒杆菌毒素,肉毒杆菌是一种厌氧性芽孢杆菌，在自然界常聚集于土壤中。 已知有七种血清型的产毒肉毒杆菌，以A、B、E与人类肉毒杆菌中毒有关。 芽孢耐热，肉毒杆菌毒素对热不稳定。 抑制神经传导物质乙酰胆碱的释放，肌肉运动受障，呼吸器麻痹而窒息死亡。,金黄色葡萄球菌是一种常见于人类和动物的皮肤以及表皮的细菌，只有少数亚型能产生肠毒素，均为成分相似的蛋白质。 嗜温，最低生长温度为10，耐盐，在含水量极少的食品（水分活度为0.86，盐度为18%）上可生长，产生外毒素肠毒素，引起急性肠胃炎。据免疫特性的不同，可分为A、B、C、D、E等类型。 肠毒素对蛋白酶和热具极强的抗性。100 C 、30 min 仍保持部分毒性，巴氏消毒和一般家庭烹调温度不能破坏这类毒素。,（二）葡萄球菌肠毒素,沙门氏菌不产生外毒素，但有毒性较强的内毒素。内毒素是类脂、糖类和蛋白质的复合物。 菌体在人肠道内破坏后放出肠毒素而造成细菌性食物中毒，引起恶心、呕吐、腹部痉挛、发烧。 天然存在于哺乳类、鸟类、两栖类、爬行类肠道内，鱼类、甲壳类和软体动物中不存在沙门氏菌，但如果环境受污染或捕捞后受污染，沙门氏菌会进入海产品内。,（三）沙门氏菌毒素,（四）致病性大肠杆菌毒素,产肠毒素大肠杆菌：引起肠炎。 肠侵袭性大肠杆菌：不产生毒素，主要侵犯结肠，形成肠壁溃疡。 肠出血性大肠杆菌：毒性最强，如大肠杆菌O157:H7, 几个至上百万个会引起腹部痉挛、水性或血性腹泻、发烧、恶心和呕吐。 。,（五）李斯特氏菌毒素,分布广：土壤、蔬菜、海水沉积物、水体。引起食物中毒的主要是单核细胞增生李斯特菌，能致病和产生毒素。 易感人群：免疫缺陷的人，包括癌症病人、吃过影响免疫系统药品的人、酗酒者、怀孕的妇女、胃酸少的人、爱滋病患者等。 症状：引起脑膜炎、流产、败血症、甚至死亡。,涉及到的食品：乳制品、蔬菜、肉、禽、鱼、熟的即食食品。 最大的威胁：来自不需再加热的即食食品。 注意：能在2 C（36 F）下生长。 预防措施：充分加热产品，防止熟产品再次污染。,第三节 化学毒素,食物原料生长繁殖环境的污染 兽药残留 食品加工机械污染 食品加工过程中的化学污染,一、环境染毒,工业废物污染水源、土壤和大气，最后在食用动植物组织中富集。 大量施用无机、有机农药及化肥、生长调节剂等，造成食用动植物组织中的残留污染。,鱼是人食入PCB和PBB的主要来源，家禽、乳和蛋中也常含有这类物质。 PCB和PBB进入人体后主要积蓄在脂肪组织及各种脏器中。 表现为慢性毒性和蓄积性毒性，并有明显的致畸作用。,多氯联苯化合物（PCB） 多溴联苯化合物（PBB）,各种杀虫、杀菌及除草农药中，以有机氯、有机磷、有机汞及无机砷制剂的残留毒性最强。 粮食是农药污染最广的一种食物，其次是水果和蔬菜。 植物生长调节剂：具有激素作用，受其污染最广的是水果等经济作物。 各种有残毒的农药和生长调节剂绝大多数是油溶性化学毒素，在人体内不能代谢分解，多数蓄积于人体脂肪组织中而不能排除到体外。,农药和生长调节剂,兽药残留包括原药，也包括药物在动物体内的代谢产物以及药物或其代谢产物与动物内源大分子共价结合产物。 主要残留兽药有抗生素类、磺胺药类、呋喃药类、抗球虫药、激素药类和驱虫药类。,兽药,重金属对机体损害的一般机理是，与蛋白质、酶结合成不溶性盐而使蛋白质变性。 来源 工业三废的排放造成农业环境的污染 不当使用农药和使用劣质农药 包装、运输污染 劣质食品添加剂的使用,重金属,汞：汞的毒性主要取决于化学状态，有机汞（特别是甲基汞）比无机汞的毒性强得多，且对机体的损伤是不可逆的。两种形式的汞均损害中枢神经系统。 铅：主要损害神经系统、造血器官和肾脏，常见症状是食欲不振、胃肠炎，口腔金属味、失眠、头昏、头痛、关节肌肉酸痛、腰痛、贫血等。,镉：长期接触过量的镉导致肾小管损伤，其毒性反应为贫血、肝功能损害和睾丸损伤，可致畸胎，并影响与锌有关的酶而干扰代谢功能，改变血压状况等。 砷：亚砷酸离子可与细胞中含巯基的酶类结合，使其失活而干扰代谢；砷亦能麻痹血管运动中枢和直接作用于毛细血管，使内脏毛细血管麻痹、扩张及透性增加。,食物链的传递,大气污染,大气就其组分的含量变动情况可分为恒定组分、可变组分和不定组分三种。 恒定组分：指N2、O2等； 可变组分：指空气中的CO2和水蒸气； 不定组分：指煤烟、尘埃、硫氧化物、氮氧化物及一氧化碳等。 大气污染主要是由不定组分造成的。,水体污染,病原体污染物 需氧物质污染物 有毒化学物质：（1）重金属；（2）酚和氰 ；（3）多环芳烃、有机氯化合物及部分有机氮化合物 酸、碱物质和盐类 石油类污染,危害：水污染对人群健康的危害，主要是通过饮用受污染的水资源和食用受水污染的鱼类、粮食、蔬菜等引起。,二、加工化学染毒,硝酸盐和亚硝酸盐均属生理毒性盐类。在硝酸还原酶作用下，硝酸盐还原成亚硝酸盐。 亚硝酸盐的急性毒性作用：导致高铁血红蛋白症。血红蛋白的亚铁离子被氧化为高铁离子，血氧运输严重受阻。 硝酸盐及亚硝酸盐的慢性中毒作用：干扰正常的碘代谢，导致甲状腺代谢性增大；导致维生素A的氧化破坏，并阻碍胡萝卜素转化为维生素A；与仲胺或叔胺结合成致癌剂N-亚硝胺类化合物。,（一）硝酸盐类及亚硝铵的形成,稠环芳烃类中很多种对动物有致癌作用。 食品中天然存在的PAH含量甚微，主要来自加工环境污染。 3,4苯并芘是PAH中一种主要的环境和食品污染物，污染广泛、污染量大、致癌性（主要是胃癌和消化道癌）最强。,（二）稠环芳烃类（PAH）,脂肪自动氧化可使其营养价值降低，而且带有毒性。 脂肪自动氧化产物对蛋白质有沉淀作用。能抑制琥珀酸脱氢酶、唾液淀粉酶、马铃薯淀粉酶的活性。 油脂在200以上高温下可发生分解、聚合等反应，可生成有毒性的己二烯环状化合物。,（三