食品中的丙烯酰胺.doc

注意排版！整篇文章按文献综述的格式重新排版、编号。可能时间太紧，尚缺乏对资料的进一步整理、提炼、融合，整篇文章还缺乏出彩的地方。下次把幻灯片的初稿也发过来，注意内容的提炼，尽量采用一些图表及图片，不要全是文字。做前一定要先问清楚是讲5min还是10min！否则就是1倍的内容！幻灯片尽量做得清楚、漂亮、大方，但不要做得太花哨，我发1个幻灯片给你们参考一下（但你们是以文字为主，如果没时间，那就把幻灯片做得清楚、简单、大方些。）。7号把论文和PPT初稿发给我。食品中丙烯酰胺的污染及控制措施食品中的丙烯酰胺李胜祥 李玢亲 杨旭卉 郝静静 罗金贵摘要：自从2002 年发现食品中存在丙烯酰胺以来， 各国科学开始进行围绕丙烯酰胺的各种研究， 目前已取得较大进展。 本文就食品中丙烯酰胺在食品中的含量、， 丙烯酰胺的形成机理、影响因素、毒性、 和生成机理、 检测方法、控制丙烯酰胺污染食品的措施等研究进展做一综述。关键词：含量 ： ；形成机理 ： ；毒性 ： ；检测方法： 控制措施前言：随着人们生活水平的提高，人们对食品的质量和风味要求越 高，对加工工艺、烹饪方法的要求也趋于严格，在加工食品的过程中产生的有害物质丙烯酰胺有害于人体健康，尤其是致癌、圣经衰弱，肾功能等的危害极大。前言部分重写1、 丙烯酰胺在食品中的含量情况 整个这个部分重新查资料（包括我发给你们的），重写。另外，最好有些图表，为幻灯片作准备。丙烯酰胺(acrylamide, ACR)是一种有毒化合物,动物实验和体外实验证明ACR可导致遗传物质改变和癌症的发生,虽然还没有流行病学的数据表明ACR对人类也具有致癌性,但并不能排除这种可能性,国际癌症研究中心将ACR列为“人类可能的致癌物”(Group 2A)。2002年4月,瑞典国家食管理局和斯德哥尔摩大学的科学家公布了其研究结果,一些富含淀粉类的食品经过120以上的高温油炸、煎炸或烧烤后都会生成ACR,如在薯片、饼干、面包等多种食品中均发现较高含量的ACR。这一报告的发表立即引起WHO、FAO及世界各国食品工业的广泛关注。各国科学家也对食品中ACR产生的影响因素做了大量的研究。 原材料中ACR含量目前研究的主要原材料是谷物和马铃薯, 这2种原材料的热加工产品中ACR的含量最高,有的甚至高达500g/kg。这些原料含有大量的淀粉、蛋白质以及低分子量化合物如糖和游离氨基酸。实验研究表明,马铃薯样品中ACR形成的决定因素主要是还原糖(主要是葡萄糖和果糖)和游离氨基酸天冬酰胺酸。ACR的含量与原材料中糖(葡萄糖/果糖)含量成正比(2=085)。许多研究者测定了马铃薯样品中游离氨基酸和糖的含量,众多文献报道结果表明,在多种游离氨基酸中天冬酰胺酸的含量最高,但是结果各不相同。这种差异可能就是加工食品中ACR含量不同的重要原因。天冬酰胺酸和还原糖在不同马铃薯样品中的差异可能是由于多种因素如栽培植物种类、耕种体系、肥料、农药施用、收获时间、贮存时间和温度等。Eppendorfer研究表明,肥料对马铃薯中的游离氨基酸的含量有显著影响。减少氮肥施加量可以使马铃薯样品中的还原糖含量增加40%,因此煎炸过程中ACR含量会增加30%65%。Amrein等人认为,马铃薯品种对ACR有重要影响。食品的粒度对ACR的生成有不同影响。对于马铃薯样品,粒度对ACR的产生基本没有影响。对于谷类样品,碾磨程度即面粉粒度影响其淀粉和蛋白质含量。碾磨程度也影响着天冬酰胺酸和还原糖的含量。粗颗粒面粉中ACR含量较低。2、 丙烯酰胺的形成机理（1） 丙烯酰胺形成的途径迄今为止，国内外大量研究认为，由天门冬酰胺和还原性糖在高温加热过程中发生美拉德( Maillardreaction) 反应生成丙烯酰胺的途径天冬酰胺途径，是较为公认的形成途径。研究人员采用与水混合的马铃薯淀粉为基础，分别添加氨基酸、还原糖及其他组分，油炸后测定丙烯酰胺含量，结果表明，如果单独添加还原糖或天冬酰胺( 或其他氨基酸) ，则丙烯酰胺含量均很低，但如果同时添加还原糖和 天冬酰胺，则丙烯酰胺含量高达9270g/kg。但是，有研究表明，上述天冬酰胺途径并不是形成丙烯酰胺的唯一途径，丙烯酰胺还可以通过丙烯醛( Acrolein) 或丙烯酸( Acrylic acid) 而形成。Vattem 等研究认为食品中单糖在加热过程中，产生大量的小分子醛( 甲醛、乙醛等) ，在适当条件下重新合成丙烯醛，进而生成丙烯酰胺。吴克刚等也认为在脂肪、蛋白质、碳水化合物的高温分解反应中，产生大量的小分子醛( 如乙醛、甲醛等) ，它们在适当条件下重新合成丙烯醛。一些小分子的有机酸如苹果酸、乳酸、柠檬酸等经过脱水或去碳酸基的作用可形成丙烯酸，再与氨反应生成丙烯酰胺，其中的氨主要来自含氮化合物的高温分解，在加热条件下，天冬酰胺酸、谷氨酸、半胱氨酸和天冬氨酸都是氨的来源。而丙烯醛和丙烯酸的来源则有多种渠道: 食物中的单糖在加热过程中通过非酶降解可产生丙烯酸; 油脂在高温加热过程中释放的甘油三酸酯和丙三醇，均可反应产生丙烯醛; 氨基酸或蛋白质与糖之间发生美拉德反应产生丙烯醛。由于食品中往往同时含有多种营养成分，如碳水化合物、蛋白质、脂肪及其他微量成分等，因此丙烯酰胺的形成机制也不会仅仅是某一种，有可能是多种途径并存。（2）、3、食品中丙烯酰胺形成的影响因素 高温加工食品中丙烯酰胺生成受多种因素的影响,如加工温度和时间、还原糖和游离氨基酸种类及含量、游离氨基酸与还原糖的摩尔比、褐变程度、pH值、食品含水量等。1温度对ACR生成的影响加热温度会显著影响ACR的生成。研究发现等摩尔的天冬酰胺和葡萄糖加热至120以上才能产生ACR,随着温度升高ACR的产生量增加,反应温度在170左右ACR的生成量最大,而后下降,在185几乎检测不到ACR。这是由于ACR的分子在高温下本身并不稳定(沸点125),它在食品中的残留量取决于形成与分解的动态平衡。2加热时间对ACR生成的影响加热时间对ACR的生成量也有较大影响。ACR的含量随着加热时间而增加,但并不总是增加的,而且时间因素的影响不如温度因素的影响显著。所以低温长时间加热可能会降低ACR的生成量。3pH值对ACR生成的影响pH值对美拉德反应的影响显著,pH会影响糖和氨基酸的活性, ACR形成最佳pH约为78。中性条件最有利于ACR生成。4水分含量对ACR生成的影响ACR的形成往往与油炸、焙烤等加热方式有关,这些加热方式均可导致食品脱水或至少形成硬的外壳。在“湿”的样品中(如新鲜马铃薯或生面团)ACR含量非常少。5加热介质对ACR生成的影响加热介质(空气、油)直接与食物接触,因此对食品中ACR的形成也非常重要。油炸、焙烤有利于ACR的产生,微波加热食品中ACR的含量较低,水煮食品中则检测不到ACR的存在。这是因为油炸、焙烤过程中温度一般都达到100以上,而水煮过程温度最高也仅为100。而且油炸、焙烤过程中食品失水较快,因此在比较干硬部分容易产生ACR。6原材料中ACR含量目前研究的主要原材料是谷物和马铃薯,这2种原材料的热加工产品中ACR的含量最高,有的甚至高达500g/kg。这些原料含有大量的淀粉、蛋白质以及低分子量化合物如糖和游离氨基酸。实验研究表明,马铃薯样品中ACR形成的决定因素主要是还原糖(主要是葡萄糖和果糖)和游离氨基酸天冬酰胺酸。ACR的含量与原材料中糖(葡萄糖/果糖)含量成正比。7糖类对产生ACR的影响微酸性pH、高于100条件下加热,蔗糖、乳糖、麦芽糖等糖类容易水解。研究发现多种单糖(如葡萄糖、脱氧葡萄糖、核糖、甘油醛、乙二醛)可以与天冬酰胺反应产生ACR。糖的碳链越短,产生的ACR量就越大,符合美拉德反应的规律。8蛋白质对ACR生成的影响烤制、煎制肉鱼食品中的ACR的含量比马铃薯、谷物制品低。主要原因可能是牛肉等肉类中自由天冬酰胺酸的含量少,并且肉类还是高水分含量体系。肉类中还可能含有可以抑制ACR生成的反应或促进竞争反应的成分。9食品贮存方式对ACR生成的影响马铃薯块茎于810贮存时,淀粉可转化为糖,导致还原糖含量显著增加,这就是“低温糖化”(LTS)过程。淀粉释放的还原糖可以防止土豆霜冻。然而还原糖含量高可以促进ACR的生成。低温贮存后马铃薯重新贮存在较高温度下,还原糖的含量可重新降低。然而长时间低温贮存土豆中的还原糖含量是不可逆转的。10天冬酰胺酶与酰胺酶对ACR生成的影响天冬酰胺酶可以催化天冬酰胺水解成天冬氨酸和氨,这样可降低产品中ACR含量。Zyzak等人23通过这种方法对马铃薯样品进行前处理,微波加热后,样品中的天冬酰胺酸含量降低了88%,ACR含量减少99%。这是天冬酰胺生成ACR途径的一个有力证明。11添加剂对ACR生成的影响研究发现,将抗氧化剂BHT、芝麻酚、VE加入到牛肉中,加热后ACR的含量增加。然而,Be-calski等人43研究指出,将迷失香草本植物加入到油中,炸后的马铃薯条中ACR的含量降低。=12铵盐对ACR生成的影响在饼干焙烤中,加入碳酸铵会增加ACR含量。其原因可能是碳酸铵的引入为系统提供了氮源。3、 丙烯酰胺毒性 丙烯酰胺具有较强的渗透性,可经消化道、呼吸道、皮肤、黏膜快速进入体内,引起极慢性中毒,主要表现为神经、生殖、遗传等方面的一些毒害作用。(1)丙烯酰胺的神经毒性 丙烯酰胺是一种水溶性物质,中毒主要表现为神经系统的病变。李闪霞等1（参考文献全部改为上标）研究了丙烯酰胺对大鼠大脑皮质神经细胞退变的影响,给实验大鼠注射不同剂量的丙烯酰胺溶液,结果表明,低剂量染毒组大鼠大脑皮质存在染色质聚集神经元,高剂量组聚集神经元更多,而且推测低剂量组大鼠大脑皮质退变的神经元趋向于凋亡程序早期,高剂量染毒组大鼠大脑神经元的退变无凋亡改变趋势。端礼荣等2也研究了丙烯酰胺对胚胎脊髓神经细胞增值分化的影响,结果表明,浓度较低的丙烯酰胺对大鼠胚胎脊髓神经细胞无抑制增值分化作用,只有当浓度达到450g/ml时才有作用,而且随着浓度的增大,抑制作用增强。(2)、丙烯酰胺的生殖毒性丙烯酰胺毒性及油炸食品丙烯酰胺抑制方法研究进展/2010年第9期丙烯酰胺具有生殖毒性。陈昭华等3研究了食品中丙烯酰胺对小鼠睾丸生殖细胞凋亡的影响,用丙烯酰胺溶液注射实验小鼠,连续染毒8周,然后检测细胞凋亡,结果表明,丙烯酰胺能诱导小鼠睾丸生殖细胞的凋亡,而且浓度越高,致凋亡率也越高。就丙烯酰胺的生殖毒性,王文娟等4也进行了研究,此实验观察了丙烯酰胺对不同发育阶段生殖细胞的影响,结果表明,一定剂量的丙烯酰胺可引起小鼠不同发育阶段生殖细胞损伤,可能机制是丙烯酰胺通过血睾屏障进入生殖系统干扰了精子的正常发育。大多数学者都是探讨丙烯酰胺对噬齿动物的生殖毒性的作用,赵佳等5研究了丙烯酰胺对非噬齿类动物的生殖能力的影响,以果蝇为研究对象,用不同浓度的丙烯酰胺对雄性果蝇染毒,然后使之与处女蝇交配,观察交配情况及子代特征,结果表明,染毒后的雄蝇寿命缩短,而且与雌蝇的交配能力变差,产生的子代羽化时间延长,数量较少,雄雌比降低,死亡率和畸形率也增加,上述情况随着染毒浓度的增加而加重。2.3丙烯酰胺的遗传毒性王菊等6研究了丙烯酰胺对斑马鱼胚胎发育过程中microRNA表达的影响,观察了经ACR染毒后的斑马鱼胚胎体型,表现为比正常的短小,为正常胚胎的2/3,心脏发育异常,心率降低等。本实验中,ACR毒性除引起发育畸形,还对调节神经系统发育的microRNA (microR124、microR125、mi-croR9、microR140、microR206)都出现了不同程度的表达增加。王振等7研究了丙烯酰胺对黑腹果蝇遗传毒性的影响,通过口喂饲雄蝇不同浓度的丙烯酰胺,然后从染毒组中抽取一定量的果蝇使之与处女蝇交配,子代再随机抽取交配,结果表明,丙烯酰胺对各阶段生殖细胞均有致突变作用,对精母细胞阶段损害明显。（4）丙烯酰胺其他方面的毒性 刑光伟等8研究了丙烯酰胺对新生大鼠肾上皮细胞增殖分化的影响,通过观察不同剂量丙烯酰胺对细胞生长分化的影响以及测定蛋白质、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性来探讨丙烯酰胺的毒性作用。结果表明,丙烯酰胺会抑制大鼠肾上皮细胞的增殖和分化,可能的机制是抑制了蛋白质和DNA的合成。众多的实验都证明丙烯酰胺对动物的毒性作用已经确认无疑,但对人体的致癌性还存在很大的争议,作为消费者,还是应该尽量少食用一些油炸和焙烤食品,避免摄入过多的丙烯酰胺,以减少可能造成的健康危害。同时,有关科研人员也要加大力度研究丙烯酰胺的形成机制和对人体的毒性作用。4、 丙烯酰胺的检测方法检测丙烯酰胺的方法主要有气相色谱法和液相色谱法。(1)、气相色谱法：工作原理：分子的紫外可见吸收光谱是由于分子中的某些基团吸收了紫外可见辐射光后，发生了电子能级跃迁而产生的吸收光谱。它是带状光谱，反映了分子中某些基团的信息。可以用标准光谱图再结合其它手段进行定性分析。基本结构：无论气相色谱仪怎么发展，各种型号的气相色谱仪都包括六个基本单元。即 (1) 载气及其流速控制系统； (2) 进样系统； (3) 色谱柱系统； (4) 检测器系统； (5) 记录器系统；（6）温控系统。在刑侦检验技术工作中常用的检测器有：火焰离子化简测器 (FID) 、氮磷检测器 (NPD) 、火焰光度检测器 (FPD) 、电子浦获检测器 (ECD) 等。（1） 、液相色谱法：原理：液相色谱法的分离机理是基于混合物中各组分对两相亲和力的差别。根据固定相的不同，液相色谱分为液固色谱、液液色谱和键合相色谱。应用最广的是以硅胶为填料的液固色谱和以微硅胶为基质的键合相色谱。根据固定相的形式，液相色谱法可以分为柱色谱法、纸色谱法及薄层色谱法。按吸附力可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱和凝胶渗透色谱。近年来，在液相柱色谱系统中加上高压液流系统，使流动相在高压下快速流动，以提高分离效果，因此出现了高效（又称高压）液相色谱法。优点：离子色谱法具有快速、灵敏、选择性好和同时测定多组分的优点。尤其对于阴离子的测定，离子色谱的出现是分析化学中的一项突破性的新进展。应用：离子色谱法主要用于测定各种离子含量，广泛应用于水、纸浆和漂白液、食品分析、生物体液、钢铁和环境分析等各个领域。设备：高效液相色谱仪由输出泵、进样装置、色谱柱 、梯度冲洗装置、检测器及数据处理和微机控制单元组成。输出泵的功能是将冲洗剂在高压下连续不断地送入柱系统，使混合物试样在色谱中完成分离过程 。常用的进样方式有3种：注射器隔膜进样、阀进样和自动进样器进样。色谱柱的功能是将混合物中各组分分离。梯度冲洗又称溶剂程序，通过连续改变冲洗剂的组成，改善复杂样品的分离度，缩短分析周期和改善峰形，其功能类似于气相色谱中的程序升温。检测器的功能是将从色谱柱中流出的已经分离的组分显示出来或转换为相应的电信号，主要有紫外吸收检测器、荧光检测器、电化学检测器和折光示差检测器，其中以紫外吸收检测器使用最广。现代化的仪器都配有计算机，以实现自动处理数据、绘图和打印分析报告。5、 丙烯酰胺的控制措施 五、控制机理1、控制食品中丙烯酰胺的方法（一）减少食品中丙烯酰胺的产生减少或消除形成丙烯酰胺的前体物质:控制原料中游离氨基酸和还原糖含量。美拉德反应是食品中丙烯酰胺产生的重要途径,控制原料中游离氨基酸(尤其是天冬酰胺)和还原糖的含量对减少食品中丙烯酰胺含量显得尤为重要,且其对食物的色泽和风味的影响较小。天门冬酰胺和还原糖的含量因作物的种类、种植及储藏条件不同而不同:谷类食品中的决定因素是天冬酰胺,而马铃薯中还原糖对丙烯酰胺形成的影响更大,玉米中天冬酰胺含量少,控制玉米中天冬酰胺的含量比控制还原糖的效果更好。Kuilman等对食物中添加天冬酰胺酶安全性进行了探讨,实验动物病理和毒理学测试显示,冬酰胺酶是减少食物中丙烯酰胺的安全方式。对于面制品,加工前采用酵母发酵也是降低丙烯酰胺产生的有效途径之一,热水浸泡可显著降低土豆中的天冬酰胺和还原性糖含量,而且相比浸泡时间,浸泡温度对减少食品中还原糖含量、降低丙烯酰胺最终生成量的影响更大。（二） 改变加工条件和加工方式温度是影响丙烯酰胺产生的最主要因素之一。加工过程中,在一定温度范围内,随着加热温度的升高,产品中丙烯酰胺含量急剧上升,超过一定值则反而生成减少,适当降低油炸温度可减少食品中丙烯酰胺的产生。加热时间是影响丙烯酰胺产生的另一个主要因素,随着高温处理持续时间的延长,丙烯酰胺的生成增加,在保证食品做熟的前提下,适当减少加热时间可减少丙烯酰胺最终生成量。控制食品含水量。水在美拉德反应中既是反应物,又充当着反应物的溶剂及其迁移载体,过于干燥和过于潮湿均不利于反应的进行。含水量较低,则不利于反应物和产物的流动,也会缩短油炸至熟的时间,减少薯片中丙烯酰胺的含量。含水量较高,则会妨碍热量在食物中的传导和渗透,较高水分含量可明显降低丙烯酰胺最终生成量。因此,干燥和浸泡处理有助于降低食品中丙烯酰胺含量。调整合适pH值。如果降低马铃薯的pH值,则可减少丙烯酰胺的含量,目前大都使用柠檬酸,也可采用富马酸、苹果酸、琥珀酸、乳酸等。控制薯片厚度,在短时间的烹制中,食品中丙烯酰胺含量还与食物样本的形态有关。例如薯条中丙烯酰胺的含量就低于薯片。薄薯片能在较短的时间内迅速失水干燥,具有较大的受热面积,从而会生成更多的丙烯酰胺。选择合适添加剂,当添加碳酸氢铵时,丙烯酰胺生成量增加数十倍,用碳酸氢钠代替碳酸氢铵作膨松剂可减少70%。避免微波加热实验发现采用微波加热产生的丙烯酰胺明显增加,可能是微波有更强的热渗透作用,升高食物内部温度,而且在一定范围内,微波能量越高,丙烯酰胺生成越多。（三）减少或消除食品中已生成的丙烯酰胺欧仕益等研究探讨了添加剂阿魏酸、H2O2、阿魏酸+H2O2、儿茶素、NaHCO3和NaHSO3在不同温度下对丙烯酰胺的脱除作用18。结果表明,在160下短时间加热,以阿魏酸和H2O2联合处理效果最好,其机理是自由基反应;在100和121加热,仅阿魏酸和H2O2联合处理效果明显;增加阿魏酸的浓度至10 mmol/L,可使反应体系中丙烯酰胺浓度下降94%以上。通过对食品进行真空、真空-光辐射、真空-臭氧等处理的研究表明,在真空条件下加热食品可生成的丙烯酰胺挥发,从而降低食品中丙烯酰胺含量;光辐射,如红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等可使丙烯酰胺发生聚合反应,从而减少其在食品中的含量;臭氧可使丙烯酰胺发生分解反应,生成小分子物质,也可减少其在食品中的含量。添加半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽等含巯基物质,与丙烯酰胺反应,有清除丙烯酰胺的作用,欧仕益等用0.3%的半胱氨酸在油炸前浸泡土豆片,发现油炸薯片中几乎检测不到丙烯酰胺。综上所述,现阶段对于丙烯酰胺的研究非常多,也非常深入。但下列问题,如我国人群丙烯酰胺暴露评估,丙烯酰胺对人体危害及作用机制,丙烯酰胺生成的其他途径,其他降低丙烯酰胺安全有效、工艺简单、成本低廉的方法等尚需继续研究。为减少丙烯酰胺对健康的危害,应加强膳食中丙烯酰胺的监测与控制。在日常生活中,应尽量减少丙烯酰胺的摄入量。平衡膳食,少吃煎炸和烘烤食品,多吃新鲜蔬菜和水果。保证食物做熟的前提下,降低烹调的温度和适当缩短烹调时间,以减少食品中丙烯酰胺含量。结语： 以上是我们小组通过查阅文献和小组讨论得的对于食品中丙烯酰胺的认识，包其在食品中的含量（污染情况）、形成机理、毒性、控制措施、检测方法。通过本次学习我们对丙烯酰胺认识了很多，丙烯酰胺可以说是人类健康埋伏在食品之中的敌人。可喜的是，近些年来，国内外专家学者对丙烯酰胺的研究有了很大的进展，为食品安全做出了巨大贡献，但是，纯在这这样的现象，专家何老师们研究了很多，大生活中人们却知道得很少，用在生活的那就不用说了，作为食品质量与安全的在读本科生，也许这就是我们能做的，希望我们的研究能用到生活中去，少吃点垃圾食品，少吃点丙烯酰胺，多一点健康！附：参考文献1李闪霞,姜红芹,崔宁,等.丙烯酰胺对大鼠大脑皮质神经细胞退变及bcl-2和bax表达的影响J.毒理学杂质,2008,22(1):3132.2端礼荣,刑光伟,张志坚,等.丙烯酰胺对胚胎脊髓神经细胞增殖分化影响J.中国公共卫生,2008,24(2):207208.3陈昭华,卢珍华,张希春,等.食品中丙烯酰胺致小鼠睾丸生殖细胞凋亡的研究J.食品科学,2006,27(11):510512.4王文娟,郭红刚,杨建一,等.丙烯酰胺对小鼠生殖细胞毒性的研究J.毒理学杂质,2008,22(6):469471.5赵佳,蔡智鸣,王振,等.丙烯酰胺对雄性果蝇生育力的影响J.同济大学医学报(医学版),2009,30(2):2427.6王菊,赵建军,马旭.丙烯酰胺对斑马鱼胚胎发育过程中microRNA表达的影响J.毒理学杂志,2007,21(3):169172.7王振,蔡智鸣,张欣文,等.丙烯酰胺对果蝇的遗传毒性研究 8刑光伟,端礼荣,王苏华,等.丙烯酰胺对新生大鼠肾上皮细胞增殖分化影响J.中国公共卫生,2008,24(1