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食品的气味化学Odorchemistryoffood 第七章风味化学 一 FlavorChemistry 第一节概述第二节化合物气味与分子结构第三节食品中气味形成的途径第四节植物性食品的风味第五节动物性食品的风味第六节香味增强第七节风味分析 风味 flavor 是指人以口腔为主的感觉器官对食品产生的综合感觉 嗅觉 味觉 视觉及触觉 风味物质一般具有下列特点 1 成分多 含量甚微 2 大多是非营养物质 3 味感性能与分子结构有特异性关系 4 多为对热不稳定的物质 第一节概述 返回 嗅觉理论 Theoryofolfaction 1 立体化学理论化合物立体分子的大小 形状及电荷有差异 人的嗅觉的空间位置也有差别 2 微粒理论3 振动理论 第二节化合物的气味与分子结构Odorandstructureofcompound 基本气味与代表性化合物基本气味代表化合物薄荷香薄荷醇 环己酮 叔丁基甲醇花香香叶醇 紫罗酮 苯乙醇 松油醇焦糖香吡喃酮 呋喃酮 环酮麝香环十六烷酮 雄甾烷 3 醇樟脑香d 樟脑 桉树脑 龙脑 叔丁醇 戊基甲基乙醇鱼腥臭三甲胺 二甲基乙胺 N 甲基吡咯烷汗臭异戊酸 异丁酸腐烂臭戊硫醇 1 5 戊二胺 吲哚 3 甲基吲哚 二 化合物的气味与分子结构的关系发香团 原子 是指分子结构中对形成气味有贡献的基团 原子 发香团 OH COOH C O R O R COOR C6H5 NO2 CN ONO RCOO 发香原子 位于元素周期表中 族 族 如 P As Sb S F 2 大环酮碳数不同 气味不同 O C CH2 nn 4 7薄荷或杏仁香 n 8 11樟脑气味 n 13 17麝香 n 17无气味 3 同类化合物取代基不同 气味不同 4 有些化合物的旋光异构体的气味不同 1 分子的几何异构和不饱和度对气味有较强的影响 三 化合物的类别与分子结构脂肪族化合物 1 醇类C1 C3的醇有愉快的香气 C4 C6的醇有近似麻醉的气味 C7以上的醇呈芳香味 2 酮类丙酮有类似薄荷的香气 庚酮 2 有类似梨的香气 低浓度的丁二酮有奶油香气 但浓度稍大就有酸臭味 C10 C15的甲基酮有油脂酸败的哈味 3 醛类低级脂肪醛有强烈的刺鼻的气味 随分子量增大 刺激性减小 并逐渐出现愉快的香气 C8 C12的饱和醛有良好的香气 但 不饱和醛有强烈的臭气 5 酸低级脂肪酸有刺鼻的气味 4 酯类由低级饱和脂肪酸和饱和脂肪醇形成的酯 具有各种水果香气 内酯 尤其是 内酯有特殊香气 2 芳香族化合物此类化合物多有芳香气味 如 苯甲醛 杏仁香气 桂皮醛 肉桂香气 香草醛 香草香气 醚类及酚醚多有香辛料香气 如 茴香脑 茴香香气 丁香酚 丁香香气 3 萜类如 紫罗酮 紫罗兰香气 水芹烯 香辛料香气 4 含硫化合物硫化丙烯化合物多具有香辛气味 如 葱 蒜 韭菜等蔬菜中的香辛成分的主体是硫化物 CH2 CHCH2 2SCH2 CHCH2SSCH2CH CH2二烯丙基硫醚二硫化二烯丙基 5 含氮化合物食品中低碳原子数的胺类 几乎都有恶臭 多为食物腐败后的产物 如 甲胺 二甲胺 丁二胺 腐胺 戊二胺 尸胺 等 且有毒 6 杂环化合物噻唑类化合物具有米糠香气或糯米香气 维生素B1也有这种香气 有些杂环化合物有臭味 如 吲哚及 甲基吲哚 有气味物质的一般特征 具有挥发性 既具有水溶性 才能透过嗅觉感受器的粘膜层 又具有脂溶性 才能通过感受细胞的脂膜 分子量在26 300之间 任何一种食品的香气都并非由一种呈香物质单独产生 而是多种呈香物质的综合反映 对香气贡献大的物质 被称为 头香物 呈香与否还与呈香物的含量有关 返回 食品中香气形成的主要途径 1 生物合成2 酶直接作用3 酶间接作用4 加热分解5 微生物作用 第三节食品中气味形成的途径Formativeapproachsoffoododor 一 生物合成 biosynthesis 直接由生物体合成形成的香气成分 主要是由脂肪酸经脂肪氧合酶酶促生物合成的挥发物 前体物多为亚油酸和亚麻酸 产物为C6和C9的醇 醛类以及由C6 C9脂肪酸所生成的酯 例如 己醛是苹果 葡萄 草莓 菠萝 香蕉和桃子中的嗅味物 2t 壬烯醛 醇 和3c 壬烯醇则是香瓜 西瓜等的特征香味物质 以脂肪酸为前体物的生物合成 酶直接作用 directactionofEnzyme 酶直接作用于香味前体物质形成的香气成分 芦笋的香气形成途径如下 CH3酶CH3CH3S CH2CH2COOHCH3S CH2 CHCOOH H 二甲基 硫代丙酸二甲基硫丙烯酸风味前体物香气物香气物 四 加热分解 decomposabilityofheating 麦拉德反应 焦糖化反应 Strecker降解反应可产生风味物质 油脂 含硫化合物等的热分解也能生成各种特有的香气 三 酶间接作用 indirectactionofEnzyme 酶促反应的产物再作用于香味前体 形成香气成分 OOOOOCH3SCH2SCH2SCH2SCH2CHNH CCH2CH2CHCOOH蘑菇氨酸OCOOHNH2火烤或晒干 谷氨酰胺水解酶谷氨酸 OOOONH2CH3SCH2SCH2SCH2S CH2CHCOOHOC S裂解酶丙酮酸 NH3 SSOOOOCH2CH2CH2CH3SCH2SCH2SCH2SHSSSS香菇精OS 五 微生物作用 actionofmicroorganism 发酵食品风味形成的途径是 微生物产生的酶 氧化还原酶 水解酶 异构化酶 裂解酶 转移酶 连接酶等 使原料成分生成小分子 这些分子经过不同时期的化学反应生成许多风味物质 发酵食品的后熟阶段对风味的形成有较大的贡献 返回 水果的香气成分主要是以亚油酸和亚麻酸为前体物经生物合成途径产生的 有酶催化 水果中的香气成分主要为C6 C9的醛类和醇类 此外还有酯类 萜类 酮类 挥发酸等 第四节植物性食品的风味Theflavorofplantfood 桃的香气成分主要有苯甲醛 苯甲醇 各种酯类 内酯及 宁烯等 红苹果则以正丙 己醇和酯为其主要的香气成分 柑橘以萜类为主要风味物 菠萝中酯类是特征风味物 哈密瓜的香气成分中含量最高的是3t 6c壬二烯醛 阈值为3 10 6 西瓜和甜瓜的香气成分中含量最高的是3c 6c壬二烯醛 阈值为10 5 二 蔬菜的香气成分蔬菜中风味物质的形成途径主要是生物合成 葫芦科和茄科具有显著的青鲜气味 特征气味物有C6或C9的不饱和醇 醛及吡嗪类化合物 如 黄瓜 青椒 番茄等 2 伞形花科蔬菜具有微刺鼻的芳香 头香物有萜烯类化合物 如 胡萝卜 芹菜 香菜等 3 百合科蔬菜具有刺鼻的芳香 风味成分主要是含硫化合物 硫醚 硫醇 如 大蒜 洋葱 葱 韭菜等 4 十字花科蔬菜具有辛辣气味 最重要的气味物也是含硫化合物 硫醇 硫醚 异硫氰酸酯 如 卷心菜 萝卜 花椰菜 芥菜等 5 其它蘑菇主香成分有 肉桂酸甲酯 1 辛烯 3 醇 香菇精 海藻香气的主体成分是甲硫醚 还有一定量的萜类化合物 其腥气来自于三甲胺 烤紫菜的香气的产生有麦拉德反应参与 三 发酵食品的香气成分主要是微生物作用于蛋白质 脂类 糖等产生的 酒类主要是酵母菌发酵 白酒中的香气成分有300多种 呈香物质以各种酯类为主体 而羰基化合物 羧酸类 醇类及酚类也是重要的芳香成分 2 酱油酱类利用曲霉 乳酸菌和酵母菌发酵 酱油香气的主体是酯类 甲基硫是构成酱油特征香气的主要成分 3 食醋是酵母菌和醋酸菌发酵 乙酸含量高达4 香气成分以乙酸乙酯为主 水产品的气味 新鲜鱼的淡淡的清鲜气味是内源酶作用于多不饱和脂肪酸生成中等碳链不饱和羰化物所致 熟鱼肉中的香味成分是由高度不饱和脂肪酸转化产生的 淡水鱼的腥味的主体成分是哌啶 存在于鱼腮部和血液中的血腥味的主体成分是 氨基戊酸 第五章动物性食品的风味Theflavorofanimalityfood 鱼中令人不愉快的气味形成途径 主要是微生物和酶的作用 鱼 贝类死后其体内的赖氨酸逐步酶促分解 鲜鱼肉内中约2 的尿素 在一定条件下可分解生成NH3 鱼体表面粘液中的蛋白质 氨基酸等被细菌分解 鱼油氧化分解生成的甲酸 丙酸 丙烯酸 丁酸戊酸等 二 肉类的气味熟肉香气的生成途径主要是加热分解 因加热温度不同 香气成分有所不同 肉香形成的前体物有氨基酸 多肽 核酸 糖类 脂质 维生素等 肉香中的主要化合物有内酯类 呋喃衍生物 吡嗪衍生物及含硫化合物等 前体物生成肉香成分的主要三种途径 1 脂质的热氧化降解 硫胺素热解 2 麦拉德反应 Strecker降解 糖的热解 3 1 和 2 生成的各物质之间的二次反应 根据这些研究成果 可配制各种肉类食用香精 鸡肉香主要是由羰基化合物和含硫化合物构成 若除去2t 4c 癸二烯醛 2t 5c 十一碳二烯醛 鸡肉的独特香气就失去了 牛 羊肉的膻气源于脂质中特有的脂肪酸 如 羊肉中含有4 甲基辛酸和4 甲基壬酸 猪肉中的5 雄甾 16 烯 3 酮 醇 具有尿臭味 三 乳及乳制品的气味新鲜乳香气的主体成分是二甲基硫醚 阈值12ppb 含量稍高就会产生异味 此外 还有低级脂肪酸 醛 酮等 乳中分离出的 癸酸内酯具有乳香气 现已用作人工合成的调香剂和增香剂 酸奶中丁二酮是其特征风味成分 奶酪的风味在乳制品中是最丰富的 有酯类 羰基化合物 游离脂肪酸等 形成乳制品不良风味的途径 乳脂氧化形成的氧化臭 其主体是C5 C11的醛类 尤其是2 4 辛二烯醛和2 4 壬二烯醛 牛乳在脂水解酶的作用下 水解成低级脂肪酸 产生酸败味 牛乳在日光下日照 会产生日光臭味 牛乳长期贮存产生旧胶皮味 其主要成分是邻氨基苯乙酮 返回 增强香味的方法 添加食用香精和香味增强剂 香味增强剂 能显著增加食品香味的物质 其本身不一定有香味 但通过对嗅觉神经的刺激 可以大大提高和改善食品的香味 目前广泛使用的香味增强剂主要有麦芽酚 乙基麦芽酚 第六节香味增强Aromapotentiation 麦芽酚 matol 具有焦糖香气 在酸性条件下 增香和调香效果好 麦芽酚在自然界中广泛存在 可从天然植物中提取 如 烘烤过的麦芽 咖啡豆 可可豆 3 工业生产的麦芽酚一般是由大豆蛋白发酵制备的 麦芽酚一般用于甜味食品中 如 巧克力 糖果 果酒 饮料 冰淇淋 冰棍 糕点等食品中 由于酚遇铁离子呈色 故会影响食品的白度 一般用量为0 02 麦芽酚和氨基酸合用还能产生肉类香味 二 乙基麦芽酚 ethylmatol 增香能力为麦芽酚的六倍 1份乙基麦芽酚可代替24份香豆素 在食品中用量一般为0 4 100ppm 有明显的水果香味 返回 风味分析的作用 评价加工过程的适宜性 原料 中间产品和成品质量的重要指标 丰富合成香味的种类 第七节风味分析Analysisofflavor 一风味成分的分离提取1 蒸馏 抽提 distillation extraction 真空蒸馏常用于挥发性风味物质分离 蒸馏过程 蒸馏出的挥发性化合物通过高效冷阱浓缩 得到含水的馏出液经有机溶剂提取 最后回收溶剂 Likens Nickersons装置可完成这种连续蒸馏提取过程 1 装有水溶性样品 需水浴加热的圆底烧瓶2 装溶剂的水浴加热的玻璃瓶3 冷凝管4 浓缩分离器 Likens Nickersons装置 这种方法的缺点 1 对易溶于水的极性化合物的提取却不完全 2 当化合物分子量大于150道尔顿时 挥发性减小 从而使回收率大大降低 2 气体提取 extractionwithgas 气体抽提是从食品中分离提取挥发性成分常用的一种方法 操作方法 利用惰性气体 N2 CO2或He 将吸附到多孔 粒状聚合材料上 TenaxGC PorapakQ Charomosorb105 的风味化合物通过程序升温使挥发物逐步解析 低温时 洗脱剂带走痕量的水分 随着温度的逐步升高 释放出挥发物并随载气进入与气相色谱连接的冷阱进行分析 1 样品2 有保护套 40 60 的螺旋旋转式玻璃柱 以便大面积分散样品 3 使用液氮 干冰或丙酮制冷的浓缩冷阱4 接真空泵5 挥发性化合物接收瓶 从脂肪 油脂及其它高沸点溶剂中分离挥发性化合物的装置 VacuumHeadspaceTechnology 草莓 VHT GC Analysis 3 顶空分析 HeadspaceAnalysis 操作方法 将食品样品密封在容器内 在适宜的温度下放置一段时间 待食品基质连接的挥发性物质和存在蒸汽中的挥发物达到平衡后 从顶空取样进行分析 局限性 1 仅能检测出一些较主要的挥发物质 2 很难获得同原顶空气体组成一致的代表性样品 质谱仪 MS 已成为风味物质结构分析中不可缺少的仪器 对于一些质谱难以确定的物质的结构 还常常需结合1H NMR等方法鉴定风味物质的结构 鉴定风味的组成物质方法 需通过比较两者的质谱 至少两种不同极性的毛细管柱的保留时间 以及经过气相色谱 风味检测得出的风味阈值 如果检测值与标准不符 则需结合1H NMR等方法重新鉴定 二 化学结构的分析 analysisofstructure 三 感官分析 sensoryanalysis 1 气味的阈值人的嗅觉器官能感受到某种气味的最低浓度 2 三点检验法 SensoryAnalysis感官分析 Parfumer Parfumers 返回 Figure1 Prototypechemicalvaporsensingsystem electronicnose 图1 化学的蒸汽原型测知系统 电子的鼻子 第八章嫌忌成分 肖诗明 第一节概述第二节植物性食物中的毒物第三节动物性食物中的毒物第四节变应性食物第五节微生物毒素第六节加工及环境污染所至的食物中的嫌忌成分 8 1概述 在食品中为什么存在着有毒物质 一种解释是 动植物在长期的进化过程中为了防止昆虫 微生物 人类等的危害 这是保护自己的一种手段 如茄碱 茄碱是马铃薯中的一种生物碱 它是一种很好的天然农药 在马铃薯中残存可以防止马铃薯甲虫 叶跳虫和其他马铃薯害虫 有利于其物种生存 另外一种解释是 这种有毒物质可能是正常植物在代谢作用中产生的废物 或是代谢产物 这种化合物的产生对植物本身有利 而对哺乳动物有害 天然有毒物质的中毒条件 因食物中天然有毒物质而引起的中毒 可能有以下几种原因 1 遗传原因食物成分和食用量都正常 因遗传原因而引起症状 如牛奶 对绝大多数人来说是营养丰富的食品 但有些人由于先天缺乏乳糖酶 不能将牛奶中的乳糖分解为葡萄糖和半乳糖 因而不能吸收利用 而且饮用牛奶后还会发生腹胀 腹泻等症状 表4 3食品中的过敏原 2 过敏反应食物成分和食用量都正常 因过敏反应而发生症状 如一些日常食而无害的食品 有些人食用后因体质敏感而引起局部或全身症状时 称食物过敏 引起过敏的食物称过敏原食物 3 食用量过大食品的成分正常 但食用量过大也会引起各种症状 例如 荔枝是我国的著名水果 连续多日大量吃鲜荔枝 可引起 荔枝病 发病时有饥饿感 头晕 心悸 无力 出冷汗 甚至死亡 有人发现荔枝含有一种可降低血糖的物质 即 次甲基环丙基甘氨酸 所以 荔枝病 的实质是低血糖症 4 食物成分不正常在丰富的自然资源中有许多含有有毒物质的动物 植物和微生物 如河豚鱼 鲜黄花菜 毒蘑茹等 少量食用亦可引起相应的中毒症状 食品中外源化学物根据其来源分为天然物 植物和动物 衍生物 污染物 添加剂四大类 返回 第二节 植物性食物中的毒物 植物性毒素是指植物体本身产生的对食用者有毒害作用的成分 不包括那些污染的和吸收入植物体内的外源化合物 如农药残留和重金属污染物等 我国幅员辽阔 地理成分复杂 植物种类丰富 有毒植物的种类也很多 据陈冀胜等 1987 研究指出 我国有毒植物约有1300种 分别属于140个科 粮食作物 油料作物 蔬菜 水果等食用植物都包括一些可能引起中毒的植物 但引起中毒的情况有所不同 一般可分成以下几类 一 非食用部位有毒如杏 苹果 樱桃 桃 李 梨等 其种仁 叶 花芽 树皮等含氰甙 二 在某个特定的发育期有毒麦类 玉米等粮食作物在幼苗期含氰甙 未成熟蚕豆 发芽马铃薯都含有有毒成分 三 其有毒成分经加工可去除菜豆 小刀豆等含有血球凝集素等物质 经煮沸可除去毒性 四 含有微量有毒成分 食用量过大时引起中毒 一 有毒植物蛋白及氨基酸 一 凝集素及酶抑制剂1 外源凝集素 Lectins 又称植物性血细胞凝集素 Hemagglu tinins 是植物合成的一类对红细胞有凝聚作用的糖蛋白 外源凝集素可专一性结合碳水化合物 当外源凝集素结合人肠道上皮细胞的碳水化合物时 可造成消化道对营养成分吸收能力的下降 外源凝集素广泛存在于800多种植物 主要是豆科植物 的种子和荚果中 其中有许多种是人类重要的食物原料 如大豆 菜豆 刀豆 豌豆 小扁豆 蚕豆和花生等 2 消化酶抑制剂许多植物的种子和荚果中存在动物消化酶的抑制剂 如胰蛋白酶抑制剂 Trypsininhibitor 胰凝乳蛋白酶抑制剂 Chrymotrypsininhibitor 和 淀粉酶抑制剂 Amylaseinhibitor 这类物质实质上是植物为繁衍后代 防止动物啃食的防御性物质 豆类和谷类是含有消化酶抑制剂最多的食物 其他如土豆 茄子 洋葱等也含有此类物质 豆类中的胰蛋白酶抑制剂和 淀粉酶抑制剂是营养限制因子 用含有胰蛋白酶抑制剂的生大豆脱脂粉饲喂实验动物可造成其明显的生长停滞 提示 中毒预防 干炒黄豆不能完全破坏其毒素 所以不能多食 未煮透的豆浆中含有毒素 煮豆浆起泡沫时 豆浆还未沸腾 毒素尚未被破坏 要继续加热至泡沫消失 沸腾持续数分钟后方可食用 二 毒肽 这类毒素可分为两小类 一类是含8个氨基酸的鹅膏毒素 Amatoxins 另一类是含7个氨基酸的鬼笔毒素 Phallotoxins 鹅膏毒环肽 Amanitins 直接侵犯细胞核 与RNA聚合酶II结合 导致RNA及蛋白合成停止 迅速损坏肠 肾和肝 糟糕的是这种损坏不可逆转 至今还无解毒剂可解 最糟糕的是 中毒症状在大量细胞被损坏后才出现 等出现中毒症状时 往往晚了 含这类毒素最常见的毒蘑菇是鳞柄白毒鹅膏Amanitavirosa和条纹毒鹅膏Amanitaphalloides 前者也被称为 致命小天使 destroyingangel 后者被称为 死亡菌盖 deathcap 毒鹅膏菌 又称绿帽菌 鬼笔鹅膏 蒜叶菌 高把菌 毒伞 鹅膏毒素 Amatoxins 鬼笔毒素 Phallotoxins 三 有毒氨基酸及衍生物 1 山黎豆毒素原 动物食用了山黧豆属的豆类都会引起山黧豆中毒性骨病 其病征为骨头畸形和骨关节脆弱 引起该病的山黧豆毒性物质为 L 谷氨酰丙腈山黧豆中的活性物质 山黧豆中的活性物质 山黧豆中的活性物质 2 氰基丙氨酸存在蚕豆中 是一种神经毒素 能引起和山黧豆中毒相同的症状 3 刀豆氨酸存在豆科植物的蝶形化亚科中的一种精氨酸的同系物 4 L 3 4 二羟基苯丙氨酸 DOPA 是蚕豆病的主要病因 症状是急性溶血性贫血症 图4 3蚕豆中的活性物质 图4 3蚕豆中的活性物质 二 毒苷 1 生氰糖苷生氰糖苷 Cyanogenticglycosides 是由氰醇衍生物的羟基和D 葡萄糖缩合形成的糖苷 广泛存在于豆科 蔷薇科 稻科的10000余种植物中 生氰糖苷物质可水解生成高毒性的氰氢酸 从而对人体造成危害 表4 2含有生氰糖苷的食物及其中HCN的含量 图4 1生氰糖苷产生氰氢酸的过程 2 硫苷 致甲状腺肿原 甘蓝植物含有一些致甲状腺肿的物质 Goitrin 这些物质的前体是黑芥子硫苷 Glucosinolates 黑芥子硫苷有100多种 主要分布在甘蓝植物的种子中 含量约为2 5mg g 该物质对昆虫 动物和人均具有某种毒性 是这类植物阻止动物啃食的防御性物质 甘蓝属食品中抑制甲状腺功能的物质可分为两类 致甲状腺肿大素和硫氰酸酯 致甲状腺肿大素 Goitrin 主要抑制甲状腺素的合成 硫氰酸酯和腈类化合物却抑制甲状腺对碘的吸收 5 乙烯基恶唑硫酮 OZT 是一种致甲状腺肿素 可使实验动物的甲状腺肿大和碘吸收水平的下降 甲状腺激素的释放及浓度的变化对氧的消耗 心血管功能 胆固醇代谢 神经肌肉运动和大脑功能具有很重要的影响 甲状腺素缺乏会严重影响生长和发育 提示 3 皂苷类 是一类分布广泛的苷类 由于溶于水能生成胶体溶液 搅拌时会产生象飞舟一样的泡沫 因而称为皂苷或皂素 1 三萜烯类苷 2 螺固醇类苷 3 固醇生物碱类苷 三 毒酚及有机酸 一 棉酚给单胃动物饲喂未经脱毒处理的棉籽饼 可导致中毒发生 棉籽饼中毒的实质是棉酚及其衍生物中毒 棉酚在棉籽饼内以结合棉酚和游离棉酚两种形式存在 一般认为结合棉酚是无毒的 棉籽饼的毒性与其加工工艺有很大的关系 冷榨棉籽饼的毒性大 而高温高压榨油法 使游离棉酚减少 降低棉籽饼的毒性 四 血管及神经活性物质 一 血管活性胺类许多动植物来源的食品中含有各种生物活性胺 肉和鱼类制品败坏后产生腐胺 Putrescine 和尸胺 Cadaverine 而某些植物如香蕉和鳄梨本身含有天然的生物活性胺 如多巴胺 Dopamine 和酪胺 Tyramine 提示 外源血管活性胺对人的血压没有什么影响 因为它可被人体内的单胺氧化酶 MAO 和其他酶迅速代谢 MAO是一种广泛分布于动物体内的酶 它对作用于血管的活性胺水平起严格的调节作用 但是当MAO被抑制时 外源血管活性胺可使人出现严重的高血压反应 包括高血压发作和偏头痛 严重者可导致颅内出血和死亡 图4 7血管活性胺的结构 二 神经活性物质 1 龙葵碱糖苷生物碱是一种含氮的有机化合物 在植物中至少有120多个属的植物含有生物碱 已知的生物碱有2000种以上 存在于食用植物中的主要是龙葵碱 Solanine 秋水仙碱 Colchocine 及吡咯烷生物碱 图4 5胆甾烷类生物碱的结构龙葵碱糖苷有较强的毒性 主要通过抑制胆碱酯酶的活性引起中毒反应 马铃薯中的龙葵碱主要集中在其芽眼 表皮和绿色部分 食用了发芽和绿色的马铃薯可引起中毒 其病症为胃痛加剧 恶心和呕吐 呼吸困难 急促 伴随全身虚弱和衰竭 可导致死亡 2 吡咯烷生物碱吡咯烷生物碱 见图4 6 是存在于多种植物中的一类结构相似的物质 这些植物包括许多可食用的植物 如千里光属 猪尿豆属 天芥菜属 吡咯烷生物碱的结构 3 毒蝇碱许多毒蘑菇含有使食用者出现幻觉甚至导致残废的神经毒素 其中最著名的是毒蝇蕈 Amanitamuscaria 食用毒蝇蕈的个体的神经病学症状是变化的 症状通常是在摄入一小时左右时出现 产生与酒醉相似的症状 出现意识模糊 狂言谵语 手舞足蹈 视物体色泽变异幻觉屡现 并伴有恶心 呕吐 轻者数小时可恢复 重者可导致死亡 图4 18毒蝇蕈的结构 毒蝇菌 返回 一 贝类毒素贝类是人类动物性蛋白质食品的来源之一 世界上可作食品的贝类约有28种 已知的大多数贝类均含有一定数量的有毒物质 只有在地中海和红海生长的贝类是已知无毒的 实际上 贝类自身并不产生毒物 但是当它们通过食物链摄取海藻或与藻类共生时就变得是有毒的了 足以引起人类食物中毒 第三节 动物性食物中的毒物 直接累及贝类使其变得有毒的藻类包括原膝沟藻 Gonyaulaxcafenella G acatnell G tamarensis 涡鞭毛藻 裸甲藻及其他一些未知的海藻 这些海藻主要感染蚝 牡蛎 蛤 油蛤 扇贝 紫鲐贝和海扇等贝类软体动物 主要的贝类毒素包括麻痹性贝类毒素 Paralyticshellfishpoison PSP 和腹泻性贝类毒素 Diarrheticshellfishpoison DSP 两类 1 岩蛤毒素和膝沟藻毒素 红藻 不仅可使所在海域的鱼类因缺氧而大面积死亡 而且也使鱼类吸入有毒藻体中毒而死亡 红潮 导致的鱼类和贝类中毒主要是麻痹性贝类中毒 PSP 它目前已成为影响公众健康的最严重的食物中毒现象之一 岩蛤毒素 Saxitoxin 的结构 二 鱼类的内源性毒素 河豚毒素 Tetrodotoxin 首先得之于河豚鱼 Futurubripe 河豚鱼是味道极鲜美但含有剧毒的鱼类 河豚鱼在大多数沿海国家的沿海和大江河口均有分布 全球有200种 我国有70多种 提示由河豚中毒引起的死亡人数占由食物中毒引起的总死亡人数的60 70 河豚毒素的毒性比氰化钠强1000倍 如不经特殊加工手段 则中毒甚至死亡事件在所难免 河豚毒素的结构 雌河豚卵巢和鱼卵中毒素的季节变化 表4 6海洋动物的毒物类型 返回 一 细胞松弛素 Phytoalexins 是植物对环境应激反应产生的类似抗生素的物质 各种入侵的生物体 如细菌 病毒 真菌和线虫均可使植物产生细胞松弛素 植物在经受寒冷 紫外线照射 物理损害以及杀虫剂处理时也能诱导产生细胞松弛素 这些植物诱导产生的成分对动物具有潜在的毒性 许多植物次生代谢产物如异黄酮和萜类化合物具有细胞松弛素的杀菌活性 第四节 变应性食物 二 类黄酮 类黄酮 Flavonoids 是植物重要的是一类次生代谢产物 它以结合态 黄酮苷 或自由态 黄酮苷元 形式存在于水果 蔬菜 豆类和茶叶等许多食源性植物中 槲皮素 Quercetin 是最典型的类黄酮 其在C3位羟基上结合糖分子即形成植物中普遍的成分 芸香苷 芦丁 柑橘属的多种水果均含有大量的黄酮化合物 如橘红素 Tangeretin 和川陈皮素 Nobiletin 大豆中含有一种异黄酮化合物 大豆异黄酮 茶叶中的茶多酚是由没食子酸和类黄酮 儿茶酚组成的 类黄酮化合物的结构 返回 一 霉菌毒素 第五节 微生物毒素 真菌 Fungi 在新陈代谢过程中可产生大量化学结构各异的生物活性物质 许多这类物质对人和动物具有毒性 被称为真菌毒素 真菌毒素一般分为霉菌毒素 Mycotoxins 和蘑菇毒素 Mush roomtoxins 两类 霉菌毒素通常是指丝状真菌产生的毒素 霉菌菌落形态 一 黄曲霉毒素 黄曲霉毒素是一类化学结构相似的二呋喃香豆素的衍生物 有10余种之多 根据其在紫外光下可发出蓝色或绿色荧光的特性 分为黄曲霉毒素B1 AFB1 黄曲霉毒素AFB2 黄曲霉毒素AFG1和黄曲霉毒素AFG2 其中以AFB1的毒性最强 黄曲霉素的化学结构 从亚洲和非洲收集的食物样品的分析显示 黄曲霉毒素可存在于小麦 木薯 玉米 花生 豌豆 小米 芝麻 高梁 大豆和甘薯中 黄曲霉培养照片 急性毒性黄曲霉毒素是一种毒性极强的化合物 黄曲霉毒素的急性中毒症状主要表现为呕吐 厌食 发热 黄疸和腹水等肝炎症状 致突变性 致癌和致畸性黄曲霉毒素是目前所知致癌性最强的化学物质 黄曲霉毒素不仅能诱导鱼类 禽类 各种实验动物 家畜和灵长类动物的实验肿瘤 而且其致癌强度也非常大 并诱导多种癌症 表4 13我国黄曲霉毒素的最大允许量单位 g kg 黄曲霉毒素的脱毒方法 除控制仓储粮食的含水量 防止其发霉外 还可采用其他