食品加工中形成的污染物检测技术ppt课件.ppt

食品加工中形成的污染物检测技术,食品加工过程中会产生哪些有害污染物？,食品加工中形成的污染物检测技术,食品中N-亚硝基化合物的检测技术,食品中多环芳烃检测技术,食品中杂环胺检测技术,食品中N-亚硝基化合物及其检测技术,welcome to use these PowerPoint templates, New Content design, 10 years experience,是一类具有 N-N=O结构的有机化合物，对动物有致癌作用 分类：根据分子结构不同分为N-亚硝胺和N-亚硝酰胺 N-亚硝胺不易分解。在中性和碱性环境中比较稳定，酸性和紫外光照射下可缓慢裂解。 N-亚硝酰胺性质活泼，易分解为具有致癌作用的重氮化合物 前体物质：硝酸盐，亚硝酸，胺类,亚硝胺 nitrosamine 亚硝酰胺nitrosamide 结构,R1、R2为烷基、环烷基、 R1、R2可是烷基或芳基， R2 芳香环或杂环化合物 也可是-NH2 、NHR、NR2等 RO基团 性质 不易水解，在中性和碱性 活泼，在酸性和碱性环境中均不 环境中较稳定，在哺乳动 稳定，弱碱性条件下经水解可生 物体内可转化为具有致癌 成烷化重氮烷，属直接致癌物 作用的活性代谢物，间接 致癌物,N-亚硝基化合物 (n-nitroso compounds) （一）分类、结构特点及理化性质,1急性毒性 2. 致癌作用 3致畸作用 4致突变作用 5. 与人类肿瘤的关系,N-亚硝基化合物的毒性,（1）急性毒性：较少。主要症状：头晕、 乏力、肝脏肿大、腹水、黄疸及肝实质 病变。,（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,致癌作用机理,细胞色素P-450 N-亚硝胺 位羟化 脱甲基 DNA、 RNA 等大分子中在O6或N7烷基化 DNA、RNA复制错误 癌细胞 肿瘤,亚硝胺类的致癌性,（一）N-亚硝基化合物的前身物质 1. 硝酸盐和亚硝酸盐的来源 硝酸盐 亚硝酸盐 硝酸盐还原菌 植物性食物： 蔬菜 动物性食物：亚硝酸盐作为发色剂 2. 胺类来源 A 胺类（nitrotramine）：肿胺、二甲胺、 胍类 各种天然动物性和植物性食品的成分,亚硝胺对食品的污染,贮存蔬菜中亚硝酸盐含量的变化（mg/Kg),蔬菜腌制过程硝酸盐和亚硝酸盐的消长,1.鱼、肉制品 2.乳制品 3.蔬菜水果 4. 啤酒 5.霉变食品,（二）N-亚硝基化合物食品容易生成,（三）N-亚硝基化合物的体内合成 合成场所：胃、口腔、膀胱、 影响合成因素：前体物浓度 、 PH,N-亚硝基化合物对健康的影响：人类致癌,1. 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 2. 人胃内可合成亚硝基化合物 3. 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。 4. 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 5. 人类亚硝胺中毒与动物类似 6. 胃癌、食道癌、肝癌高发区，饮水中或土壤内硝酸盐含量高,预防N-亚硝基化合物危害的措施,1）防止食物霉变以及其他微生物污染 2） 控制食品加工中硝酸盐及亚硝酸盐的使用量 3） 施用钼肥 4）吃新鲜食物减少腌制食品的摄入量，改进食品加工工艺 5）提高维生素C、大蒜素、茶多酚、黄酮的摄量，许多食物成分可阻断亚硝胺的形成 6）阻断体内亚硝胺的合成 7）制订食品中N-亚硝基化合物限量标准,样品前处理技术,前处理方法,蒸馏、溶剂萃取、超声波萃取、超临界流体萃取固相萃取、固相微萃取、液相微萃取等 实验室常用方法：蒸馏技术 矿物油蒸馏 水蒸气蒸馏 Pensabene技术：用无水硫酸钠和硅藻土研磨样品，再用正己烷-二氯甲烷去杂质，然后用二氯甲烷提取,直接提取的常用净化方法,固相萃取 液-液萃取,加矿物油的作用： 缩短蒸馏时间 提高亚硝胺会回收率,适用于啤酒蒸馏 特点：耗时，耗能量和溶剂 但不能提高灵敏度和重现性,气相色谱-热能分析仪联用检测技术,历史：Fine等首先发明热能分析仪（化学发射检测器，TEA） 特点：对N-亚硝基化合物机构的特异性高，净化步骤简便快捷 GC-TEA是GB/T 5009,26-2003规定的啤酒中挥发性N-亚硝胺的 第一测定方法 适用范围：N-亚硝基化合物、有机亚硝酸酯、某些硝酸酯、 C-亚硝基化合物、S-亚硝基化合物 最低检出量0.1ng,原理： 样品经处理后，经气相色谱分离后的亚硝胺在热解室中经特异性催化裂解产生NO基团，后者与臭氧反应生成激发态NO*。当NO*返回基态时发射出近红外区光线（600-2800nm），并被光电倍增管检测（600-800nm），以保留时间定性，峰面积或峰高定量,GC-TEA检测步骤,（一）样品前处理：,（1）提取 硅藻土吸附法 : 真空低温蒸馏法,（2）浓缩 取二氯甲烷提取液至K-D浓缩器中，55摄氏度水浴浓缩至10ml，再以氮气吹至0.4-1.0ml,（二）测定 分别注入样品浓缩液和N-亚硝胺标准工作液5-10ul，利用保留时间定性，峰高峰面积定量,气相色谱-质谱检测技术 亚硝胺分析最可靠的技术,适用范围：酒类、肉及其制品、蔬菜、豆制品、调味品、茶叶等 中的N-亚硝基二甲胺、N-亚硝基二乙胺、N-亚硝基二丙胺、 N-亚硝基吡咯烷的含量,原理：样品中的N-亚硝胺类化合物经水蒸气蒸馏和有机溶剂萃取后，浓缩至一定量，采用气相色谱-质谱联用仪的高分辨峰匹配法进行定性和定量。,气相色谱-质谱检测技术 亚硝胺分析最可靠的技术,（一）样品前处理：,（1）水蒸汽蒸馏 （2）萃取 （3）浓缩,（二）测定：,食品中多环芳烃及其检测技术,PAHs概念 由括两个及两个以上镶嵌在一起的芳香环组成的一类有机化合物。苯并（a）芘 benzo(a)pyrene, B(a)P,有机物的不完全燃烧 多环芳烃通常存在于石化产品、橡胶、塑胶、润滑油、 防锈油、不完全燃烧的有机化合物中等。除了电动工 具外，很多电器产品中都存在多不芳烃PAHs物质。,多环芳香烃PAHS的危害: 强致癌物质, 损伤生殖系统, 易导致皮肤癌，肺癌，上消化道肿瘤，动脉硬化，不育症。,PAHs来源,（一）多环芳烃化合物,理化特性 PAH室温下为固体，高熔点和高沸点，低蒸气压，水溶解度低，PAH易溶于许多溶剂，具有高亲脂性 代谢特点 （1）机体中广泛分布，几乎在所有脏器、组织中均有 （2）在脂肪组织中最丰富 （3）能够通过胎盘屏障 。,（二） 食品污染来源,（1）废气和烟尘、废水等污染 （2）食品加工过程中形成 （3）食品加工过程中污染 （4）水产品受污染 （5）植物和微生物可合成微量的PAH,烘烤或熏制时直接受到污染 食品成分高温热解或热聚所形成,（三）多环芳烃化合物的生物活性,急性毒性：中等或低毒性 致癌性：其中26个PAH具有致癌或可疑致癌性 具有3-7个环的有致癌性。 最确定的苯并（a）芘可致胃癌 致突变性:B(a)P是强致突变物，阳性对照 遗传毒性：PAH大多数具有遗传毒性或可疑遗传毒性,B(a)P 混合功能氧化酶系中的芳烃羟化酶 多环芳烃环氧化物 与DNA、RNA和蛋白质大分子结合 致癌作用,（五）预防措施,1.防止污染、 改进食品加工烹调方法 加强环境治理，减少环境B(a)P污染 熏制、烘烤、油炸食品及烘干粮食等加工过程改进燃烧过程 不在柏油马路山晾晒粮食和油料种子 食品生产加工过程要防止润滑油污染 2.去毒 活性炭、阳光紫外线 3.制定食品中允许含量标准（GB7104-94）,样品前处理技术,提取： 皂化法、索氏抽提、超声波萃取、超临界流体萃取、固相 萃取、固相微萃取、液相微萃取 索氏抽提 溶剂用量大，耗时 超声波萃取 快速简便，回收率高，应用范围广 超临界流体萃取、固相萃取、 快速，回收率高 固相微萃取、液相微萃取,分离（富集、净化） 原理：根据被测物脂溶性和芳香性来进行 方法：液-液分配、吸附柱层析、葡萄糖凝胶柱层析,检测技术,2,3,1,气相色谱法,薄层色谱和纸色谱,高效液相色谱,杂环胺,定义: 是在食品加工烹调过程中，由于蛋白质、氨基酸热解产生的一类化合物。,分类：氨基咪唑氮杂芳烃AIA 卡喹啉类、喹喔类、吡啶类 氨基咔啉ACC,危害：前致癌物 本身并不直接致癌，必须在体内经代谢转化，其所形成的代谢产物才具致癌作用。 前致癌物是指还未经代谢活化的形式，即母体化合物。,1.烹调方式 火烤、煎炸、烘食物时都可产生 加热温度越高、时间愈长、水分含量越少，生成量越多 当食物中水分减少时，其表面受热温度迅速上升，可使杂环胺生成量增加 食物与明火或灼热的金属表面直接接触时，容易生成,一、食物来源,2.食物成分 蛋白质含量高的食物产生的多 美拉德反应与杂环胺的产生有很大关系 烹调的鱼和肉类食品是膳食中杂环胺的主要来源。,1. 杂环胺类化合物有较强的心肌毒性 2.致突变性 3.经代谢活化后才具有和致癌性，活性代谢产物是 N-羟基杂环胺，可直接与DNA结合。 主要靶器官是肝脏,二、生物活性,1.减少膳食中杂环胺的摄入量 2.增加蔬菜水果的摄入量 3.制定食品中容许限量标准，加强监测,三、预防杂环胺危害的措施,杂环胺的检测,检测技术： HPLC-UV，毛细管电泳技术，免疫亲和色谱,样品前处理技术： 提取：碱化后加有机溶剂提取，酸化后水提取 纯化:硅胶，XAD-2树脂，丙基磺酸柱，蓝棉，C18 固相微萃取，超临界流体,激素检测技术,概论,样品前处理,检测技术,1,2,3,学海无涯,概念,激素作用机制,与细胞膜上或细胞质中专一性受体蛋白结合 而将信息传入细胞，引起细胞内发生一系列 相应的连锁反应，最后表达出激素的生理效应,学海无涯,激素的危害,1、身体发胖； 2、可以引起骨质疏松，引发股骨头坏死； 3、身体的抵抗力下降，血糖升高、皮质类固醇征 、消化道溃疡、电解质紊乱等等。 4、影响小儿发育等。 5、不规律应用激素类药物（随意加减、停药，不规律撤减等）又极易使病情反复加重，甚至难以再治，反复一次加重一次，增加一次治疗康复的难度。 6、 长期应用激素还可诱发白内障、青光眼、伤口愈合不良、血栓形成和栓塞、月经失调、多汗、高脂血症、肌病等,样品前处理方法,超临界流体萃取技术SFE,1、超临界流体的性质 超临界流体（Supercritical Fluid,SF）是处于临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上，介于气体和液体之间的流体。 特点：超临界流体具有气体和液体的双重特性。 SF的密度和液体相近，粘度与气体相近，但扩散系数约比液体大100倍。由于溶 解过程包含分子间的相互作用和扩散作用，因而SF对许多物质有很强的溶解能力。超临界流体对物质进行溶解和分离的过程就叫超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction,简称SFE）。 可作为SF的物质：如二氧化碳、一氧化亚氮、六氟花硫、乙烷、庚烷、氨等，其中多选用CO2（临界温度接近室温，且无色、无毒、无味、不易然、化学惰性、价廉、易制成高纯度气体）。,CO2-SFE的特点 萃取能力强，提取率高。 可以在低温下提取 完全没有残留有机溶剂 超临界CO2还可直接从单方或复方中药中提取不同部位进行药理筛选，开发新药，大大提高新药筛选速度 提取时间快、生产周期短 超临界CO2提取，操作参数容易控制，因此，有效成分及产品质量稳定。 超临界流体萃取应用于中药质量分析，能客观地反映中药中有效成分的真实含量。 超临界CO2还具有