食品中的化学性危害与预防控制

第 二 章,食品中的化学性危害与预防控制,化学性危害的类型,食品中的天然有害物质 包括河豚毒素、组胺等农药残留兽药重金属滥用食品添加剂和加工助剂食品包材、容器及其污染物放射性污染其它,化学性危害的来源,化学性危害的来源,原生环境与食品安全次生环境与食品安全,大气污染对食品安全性的影响,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和Ar；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。,水体污染对食品安全性的影响,水体污染物1、病原体污染物 2、需氧物质污染物 3、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 4、酸、碱物质和盐类 5、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,土壤对食品安全性的影响,土壤污染概述土壤污染大致可以分为：重金属污染、农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等多种类型。,食物中存在的天然有害物质及其危害,食物中存在的天然有害物质主要包括毒素和食物过敏源天然毒素主要有河豚毒素、组胺、雪卡毒素、氰苷和棉酚等,河豚毒素,河豚的肝、肾、卵巢、卵子、睾丸、皮肤以及血液、眼球等均含有河豚毒素，其中以卵巢最多，肝脏次之。河豚或名链鲅鱼，产于我国沿海各地及长江中下游。河豚毒素主要作用于神经系统，阻碍神经传导。河豚毒素耐热，120,20-60min才可破坏，一般家庭烹调方法难以去除，谨防误食中毒。,组胺,组胺是组氨酸的分解产物，组胺中毒多发生于鱼类，因海产鱼类含有较多的组氨酸，当发生腐败变质时微生物所产生的脱羧霉会使组氨酸脱羧形成组胺。预防措施：防止鱼类腐败变质。,雪卡毒素,食用某些贝类如贻贝、蛤类、螺类、牡蛎等引起。中毒特点为神经麻痹，故称麻痹性贝类中毒。一般烹调方法不能将其破坏，116 加热的罐头只能去除50%毒素。预防重点是进行预防性监测。,氰苷,氰苷是苦杏仁、苦桃仁、枇杷仁、李子仁和木薯的有毒成分，为含有氰基（-CN）的苷类，可在酶和酸的作用下释放出氢氰酸。由于苦杏仁含氰苷最多，亦称为苦杏仁苷。氢氰酸为原浆毒，使呼吸酶失去活性，窒息是其中毒表现。预防措施：“加强宣传教育，不要生吃各种核仁，尤其是苦杏仁。加热可使苦杏仁苷水解形成氢氰酸挥发。,棉酚,粗制生棉籽油中有毒物质主要有棉酚、棉酚紫和棉酚绿三种。棉酚可损害人体肝、肾、心等器官，并影响生殖系统。加强预防和严格执行国家标准。,动植物中的天然有毒物质,思考：大豆中含有哪些有毒物质？如何通过加工除去？食用苦杏仁和木薯引起食物中毒的原因是什么？黄花菜为何最好食用干制品？河豚味美，但我国相关法律规定：“河豚不得流入市场销售”，为什么？食用发生“赤潮” 海域的贝类会导致食物中毒，为什么？,食物中兽药的残留,兽药,用于预防和治疗兽禽疾病的药物。 种类：抗生素类药、磺胺类、呋喃类、抗寄生虫药、激素类兽药残留：指给动物用药后，残存于肉、蛋、奶等动物性食品中的兽药及其代谢物。兽药残留的来源：1）使用禁药；2）不按规定执行休药期； 3）超标使用药物；4）加工过程中受到污染 ; 5）用药方法错误 ; 6）屠宰前使用兽药 .,食物中常见兽用药的残留,1.抗生素类用途：预防和治疗动物临床疾病； 残留食品中常见种类：四环素、土霉素、金霉素等。 危害：生态环境、食用动物及人群中细菌的耐药性造成影响。 2.磺胺类药物用途：广谱抗菌活性的化学药物；残留食品中常见种类：磺胺嘧啶、磺胺醋酰；危害：增强细菌的耐药性，人体肠道菌群失调。,食物中常见兽用药的残留,3.激素类药物用途：促进动物生长、提高饲料转化率残留食品中常见种类：种类较多，固醇或类固醇类、多肽或多肽衍生物等。如：盐酸克伦特罗（俗称“瘦肉精”）是一种激素类药物，在饲料中禁用。危害：激素的副作用。4.抗寄生虫类药物用途：驱除动物体内的寄生虫、促进动物生长。残留食品中常见种类：苯并咪唑类（丙硫咪唑、丙氧咪唑、噻苯咪唑、甲苯咪唑和丁苯咪唑）危害：持久残留于肝内，对动物有致畸性与致突变性,农药残留,农药是指用于消灭、控制危害农作物的害虫、病菌、鼠类、杂草、及其它有害动植物和调节植物生长的药物。按用途分九种：杀虫剂、杀螨剂、杀线虫剂、杀软体动物剂、杀鼠剂、杀菌剂、除草剂、脱叶剂、植物生长调节剂。,农药污染食品的途径,农药污染食品的途径及影响因素农田直接施用 作物从污染环境 中吸收农药 食物 其他来源的污染 a.粮库内用农药食物链、生物富集 b.几舍施用农药 c.食品运输过程中 d.事故性污染,食品中常见的农药残留及其毒性,1.有机磷农药有机磷农药多为磷酸酯类或硫代磷酸酯：对硫磷（1605）、内吸磷（1059）、马拉硫磷（4049）、乐果、敌百虫、敌敌畏。,食品中常见的农药残留及其毒性,2.氨基甲酸酯类特点：对虫害选择性强，作用快，对人、畜毒性低，易分解，在体内不蓄积。常用产品有西维因、杀灭威、速灭威、叶蝉散中毒机理是：抑制胆碱酯酶活力，在胃内酸性条件下易与食物中的亚硝酸盐类反应生成亚硝基化合物而呈现诱变性和致突变性。,食品中常见的农药残留及其毒性,3 .拟除虫菊酯类是一类高效、低毒、低残留、用量低的 农药，常用的有氯菊酯、溴菊酯、氯氰菊酯、甲醚菊酯中毒机理：中枢神经毒，改变神经细胞膜钠离子通道，使神经传导受阻，动物出现流涎、共济失调、痉挛等症，主要引起神经系统症状。,食品中常见的农药残留及其毒性,4.有机氯农药：代表性产品：666粉、DDT等，1983年停止生产使用毒性特点：中等毒性、难分解、半衰期10年以上，脂溶性强，蓄积于脂肪和含脂高的组织器官主要靶作用器官：肝脏有致癌、致畸作用 透过胎盘乳汁，对胎儿婴儿有毒性,控制食品中农药残留的措施,1、严格遵守并执行有关农药的安全使用规定；2、严禁使用高毒农药（甲胺磷、对硫磷等）；3、限制农药的使用剂量；4、制订农药在蔬菜、水果中的最大残留限量标准；5、加工时选用符合农残标准的原料，或采用一定加工措施去除农药。,环境中有害物质对食品的污染,重金属对食品的危害：主要有镉、汞和铅。多具有体内蓄积性，半衰期长，能产生急、慢性毒性，还可引起“三致”。镉对食品的污染：农作物通过根部吸收使镉进入食物，人体镉主要从食品中摄入。食物含镉量因土壤和水体中含镉量相关。严格执行GB-2762-2005规定。,铅,几乎所有的食品都含有铅，人体每日摄入的铅主要来自饮水和饮料（全球），我国居民摄入主要来自谷类和蔬菜。铅影响神经系统致视力发育、癫痫、脑瘫等。,汞,有机汞的毒性比无机汞毒性大，食品中的汞以元素汞、二价汞的化合物和烷基汞三种形式存在。对食品的污染烷基汞的问题严重些，可通过食物链进入人体。按GB2762执行。,铬,含铬废水、皮革下脚料是其主要来源。铬可通过食物、水、空气进入人体，以食物为主，六价铬的毒性比三价铬大100倍。过量铬主要影响血红蛋白携氧。按GB2762执行。,二噁英,非人为生产，无任何用途，可通过大气长距离转移，进入人体半衰期很长（5-10年）。污染来源：含氯化学品的农药杂质，垃圾焚烧，汽车尾气，纸浆漂白。90%是由于膳食摄入二造成对人体危害。,N-亚硝基化合物污染及其预防,(一)N-亚硝基化合物的分类、结构特点及理化性质 按其结构可分为两大类，即N-亚硝胺和N-亚硝酰胺。,1N-亚硝胺（N-Nitrosamine）,结构式( structural formula )：,R1、R2为烷基或环烷基或芳香基或杂环化合物 R1、R2相同时则为对称性亚硝胺,N-nitiroso compounds,N-亚硝基化合物的前体物硝酸盐、亚硝酸盐和胺类，广泛地存在于人类的生活环境之中，它们可以经过化学或者生物学的途径合成多种多样的N-亚硝基化合物。,性质(characters)：,化学性质稳定 ，分子量的大小决定其状态和溶解性质，除低分子量的二甲基亚硝胺为油状和水溶、脂溶性外，其它的亚硝胺均为固态和脂溶性。通常情况下不易水解，在中性和碱性环境中较稳定，但在特定条件下可发生水解，形成氢键和加成反应、转亚硝基、还原、氧化及光化学反应等，在哺乳动物体内可转化为具有致癌作用的活性代谢物。,2N-亚硝酰胺( N-Nitrosamide),结构式( structural formula ) ：,R为烷基(alkyl)R1C为酰基(acyl),化学性质活泼，在酸性或碱性环境中均不稳定，弱碱性条件下经水解可生成具有致癌作用的烷化重氮烷，属终末致癌物。,性质(characters) ：,N-亚硝基化合物的前体物来源,1环境中的硝酸盐和亚硝酸盐 硝酸盐和亚硝酸盐广泛存在于人类的环境中，是自然界最普遍的含氮物。 根菜类薯芋类绿叶菜类白菜类葱蒜类豆类瓜类茄果类食用菌。,2鱼、肉等食物中硝酸盐、亚硝酸盐),鱼、肉等动物性食品腌制：硝酸盐可被还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐可抑菌、防腐和发色的作用 食品工业：亚硝酸盐作为防腐剂和发色剂，主要是肉类罐头如午餐肉，其用量都应按国家食品卫生标准，如过量会造成对食品的污染。,食品中的亚硝胺及亚硝胺在体内的合成,一般天然食品中很少存在亚硝胺，主要是在人类的生产、烹调等过程中形成。1鱼、肉制品中的亚硝胺 其主要来源于食品加工及烹调过程。 如腌制咸鱼、咸肉、香肠等是以发色、防腐等为目的，向食品中加入硝酸盐都可以使硝酸盐转变为亚硝酸盐，最后形成亚硝胺，特别是腌制后的动物性食品经过油煎、烟熏、烘烤等过程，就是亚硝胺形成的过程。见表。,预防N-亚硝基化合物危害的措施,1防止食品的微生物污染 主要是霉菌及某些细菌的污染，促进亚硝化和亚硝胺的合成。2改进食品加工及烹调方法 严格按卫生标准执行，控制发色剂的使用 我国规定： 硝酸盐 亚硝酸盐 肉罐头： 使用量 0.5g/Kg 0.15g/Kg 残留量 肉罐头 0.05g/Kg 肉制品 0.03g/Kg 熏制、腌制、泡制食品原料应新鲜。. 向食品中添加VC。Add VC into foods. 午餐肉：按200mg/kg加入，效果好；另外，腌、泡菜加一定量VC。,3增加VC摄入量，以阻断亚硝胺合成。 提倡多吃新鲜蔬果，尽量不吃或少吃酸、泡菜，对预防亚硝酰胺危害人体健康有积极作用和意义。 4寻找天然物质阻断亚硝胺合成，指导合理膳食，防止体内形成亚硝胺。 这些天然物中应含有VC、VE、多酚类、脂类（多不饱和脂肪酸）以及其它一些活性物质（还原物质）。 现在已知的天然食物有豆类及其制品（尤其大豆）、乳制品、茶、咖啡、槟榔、某些蔬菜（大蒜、大葱、萝卜、十字花科类等）、野菜、野果（猕猴桃、棘梨、沙棘等）。, 有研究证明，将二甲基亚硝胺的前体物质亚硝酸盐和氨基吡啉在体外模拟胃液条件以一定浓度组成一个反应系统，分别以桃汁和VC溶液进行比较，发现桃汁阻断亚硝胺合成的作用优于同浓度的VC溶液，二者有显著性差异，这说明桃汁的作用不仅是VC，而且含有其它活性物质。所以中华猕猴桃酱油曾一度走俏国外。 沙棘汁在PH4左右能有效的阻断亚硝胺合成，并优于VC。体外模拟人胃液条件，对N-亚硝基吗啉合成阻断，还有一些研究也能证明其阻断作用。 大蒜和大蒜素可抑制胃内硝酸盐还原菌，降低胃内的亚硝酸盐含量，减少生成亚硝胺。 此外，茶叶中茶多酚、儿茶酚(catechol)等酚类物质具有抗癌、抑癌作用等。,5肥料中增加微量元素含量（Mn、Mo ）,微量元素有固定土壤中氮的作用，防止植物体 根据林县19741975年在50多个大队推广钼肥的结果，可使粮食、蔬菜中的-NO3-、-NO2-含量减少1849%，蔬菜中VC增加25%，粮食增产1520%。,7其它, 对易腐食品低温保存，减少产生前体物质；不吃腐烂变质的蔬菜和存放过久的熟菜。 光解破坏食品中亚硝胺. 注意口腔卫生，减少唾液中的SCN-。 培育出低硝酸盐蔬菜品种。,多环芳族化合物污染及其预防,多环芳族化合物（polycyclic aromatic compounds）是食品化学污染物中一类具有诱癌作用的化合物，它包括多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAH）和杂环胺（heterocyclic amines）等。 多环芳族化合物是指两个以上的苯环稠合在一起，并存在六碳环中，杂有五碳环的一系列芳烃化合物及其衍生物。是污染食品的物质中一类具有诱癌作用的化合物。,多环芳烃是煤炭、石油及木炭等不完全燃烧或工业中利用这些燃料进行热加工处理时产生的一类化合物。目前已发现200多种，其中很多具有致癌性，在人类的环境中存在广泛，其中苯并（a）芘简称B(a)P，是一种强致癌物。 杂环胺是从烹调食品蛋白质的碱性部分中提取的主要成分，为带杂环的伯胺。经高温，特别是190以上，使蛋白质食物中的色氨酸、谷氨酸等发生裂解而产生杂环胺。,（一）苯并（a）芘（benzoapyrene, B(a)P）,1结构与性质(structure and character) 它由5个苯环构成，性质稳定，熔点178，沸点310312，脂溶性，微溶于水，易发生光氧化作用，与氮氧化物发生硝基化，在苯溶液中呈现蓝色或紫色荧光。2致癌性与致突变性 (carcinogenecity and mutagenic action) 其致癌性是肯定的，在许多短期致突变实验中为阳性，故它是间接致突变物。如Ames试验及其它细菌突变、DNA修复、姐妹染色单体交换、染色体畸变等实验中呈现阳性反应，人组织培养中发现有组织毒性作用等。,防止杂环胺危害的措施measures of preventing the harm of heterocyclic amines,1.改进烹调加工方法Improve the methods of cooking；2.增加蔬菜水果的摄入量Increase the dietary intake of fruits and vegetables；3.建立和完善杂环胺的检测方法Set down and improve the methods of measuring heterocyclic amines 。,流行病学调查表明，B(a)P含量与癌症发病率有关。有些国家和地区居民喜欢吃熏制食品，特别是熏肉制品，因此，癌症发病率高，特别是胃癌。用熏肉喂大鼠，可诱发恶性肿瘤。 B(a)P在体内吸收快，很快入血并分布全身，通过混合功能氧化酶系中的芳烃羟化酶（aryl hydrocarbon hydroxylase，AHH）作用，代谢活化为多环芳烃环氧化酶与DNA、RNA和蛋白质大分子结合而呈现致癌作用，成为终致癌物。如果进一步代谢，一部分B(a)P形成羟基化合物，最后与葡萄糖醛酸、谷胱甘肽、硫酸结合从尿排出。,3B(a)P对食品的污染 (pollution to foodstuffs),受地区、品种、生产加工、烹调方法、贮存以及污染源距离等的影响，其中烘烤和熏制食品最为主要。, 食品在熏制、烘烤时直接接触而受污染（燃料的燃烧）(combustion of fuelfoods pollution with direct contact during fumigating and roasting) ； 烹调加工时食品成分的变化（热解、热聚），这是主要原因(important reasonschanges of food components during cooking) ； 植物从环境中吸收（土壤、水等）(absorption of plants from environment,such as soil and water)；,B(a)P的主要来源(sources) ：,4防止B(a)P污染及危害的措施 measures of preventing the pollution and harms of B(a)P,（1）防止污染(prevent the pollution) 加强环境治理，加强环境污染物的监测、管理，做到工业三废合理排放或处理后排放，减少污染；strengthen environment management 改变食品的烹调加工过程及方法；alter the procession and methods of cooking 不在柏油路上晒粮、油种子，防止沥青污染；avoiding pollution of asphalt 在机械化生产中防止润滑油污染食品。prevent the pollution of lubricant in mechanizationproducing,2去毒 (detoxifcation), 精加工，减少B(a)P含量(finish machining-reducing the mount of B(a)P )。小麦去麸后可降低4060%。 油脂，可用吸附法。活性炭吸附。 ( Lipidadsorption on active carbon) 利用日照或紫外光照破坏其结构，降低B(a)P含量。(Using sunlight or ultraviolet radiation to destroy the structure and reduce the mount.),3制定食品中最高允许含量标准 establish the top permit content standard in foods,我国对熏烤食品如叉烧、羊肉串、火腿、板鸭、烟熏鱼（淡水鱼、海鱼）、熏猪肉、香肠、熏牛肉、熏鸡、熏马肉等要求B(a)P含量5g/Kg（GB7104-86），植物油中B(a)P含量10g/Kg（GB2716-88）。 根据水体无害化水平（0.03g/l）分析估计一个人40年中从食物中摄入的总量为8万g就有可能致癌。因此，每人每日的进食量应10g，以摄取食物1Kg计算即食物中B(a)P含量应190）使蛋白质中色氨酸、谷氨酸发生裂解而产生。（Heterocyclic amines-compounds are produced from tryptophan and glutamic acid in proteins cooked at high temperatures (190）.） 近年来对杂环胺的研究表明杂环胺对啮齿类动物均具有不同程度的致癌性，活化后则具有致突变性，有些甚至较AFB1还强。杂环胺环上的氨基在体内代谢成N-羟基化合物，是致癌、致突变的活性物质。,有人对杂环胺接触的安全性评价方面作过比较，在正常家用温度对肉类进行充分烹调（但勿变焦、变糊），可产生致突变物。对不同烹调方法进行比较时，发现对肉进行油炸、煨炖及微波烹调产生的致突变物水平高，而肌酸、肌苷存在的肌肉组织中检出量高，说明杂环胺与肌酸、肌苷有关，故在鱼、肉、鸡中能检出，而植物性食品（豆制品）未检出。, 改进烹调方法，特别是加热的温度、时间，避免煎、炸、烤的烹调方法(improve the methods of cooking ,especially the heating temperature and time, avoiding decocting, fring and roasting)； 尽量少吃油炸、煎、烧烤肉类食品(eat less meats cooked at high temperature)；,预防(works to preventing the harms )：, 增加蔬菜、水果摄入(increase the dietary intake of fruits and vegetables)：膳食纤维能吸附杂环胺，并降低其生物活性，而且蔬果中的很多成分能抑制和破坏其致突变性； 建立和完善杂环胺的检测方法，开展食物中杂环胺含量的监测，尽早制定食品中允许含量标准。(set down and improve the methods of measuring heterocyclic amines.),防止杂环胺危害的措施measures of preventing the harm of heterocyclic amines,1.改进烹调加工方法Improve the methods of cooking；2.增加蔬菜水果的摄入量Increase the dietary intake of fruits and vegetables；3.建立和完善杂环胺的检测方法Set down and improve the methods of measuring heterocyclic amines 。,食品包装材料对食品安全的影响,我国允许使用的食品容器、包装材料,主要有以下7种：（1）塑料制品；（2）橡胶制品天然橡胶、合成橡胶； (3)陶瓷器、搪瓷容器；（4）铝制品、不锈钢食具容器、铁质食具容器；（5）玻璃食具容器；（6）食品包装用纸等系列化产品；（7）复合包装袋复合薄膜、复合薄膜袋等系列化产品。,二、各种食品包装容器、材料主要存在的安全、卫生问题,2.1塑料制品包装材料存在的安全、卫生问题 塑料包装表面污染问题。 塑料制品中未聚合的游离单体及其塑料制品的降解产物向食品迁移的问题。 油墨、印染及加工助剂问题。 回收问题。,二、各种食品包装容器、材料主要存在的安全、卫生问题,2.3金属包装材料存在的安全、卫生问题 其主要的食品安全性问题在于铸铝中和回收铝的杂质。回收铝中的杂质和金属难以控制，易造成食品污染。2.4玻璃包装材料存在的安全、卫生问题 玻璃中的迁移物质主要是无机盐和离子,从玻璃中溶出的物质是二氧化硅。,各种食品包装容器、材料主要存在的安全、卫生问题,2.5陶瓷和搪瓷包装材料存在的安全、卫生问题 危害主要由制作过程中在坯体上涂覆的瓷釉、陶釉、彩釉引起。釉料主要是有铅、锌、锑、钡、钛、铜、铬、钴等多种金属氧化物及其盐类组成。当陶瓷容器或搪瓷容器盛装酸性食品（醋、果汁）和酒时，这些物质容易溶出而迁移入食品。2.6橡胶制品包装材料存在的安全、卫生问题 在其中加入多种助剂，如促进剂、防老剂、填充剂等，给涉及食品带来安全隐患。,其它化学危害,亚硝酸盐食品来源：农业氮素肥料过量使用，微生物将硝酸盐还原成亚硝酸盐；煮熟的蔬菜放置过久；肉类制品人为添加；误食。危害：使HB转化为高铁HB,失去携氧能力，转化为亚硝胺。控制：上述原因控制，GB2762。,瘦肉精,盐酸克伦特罗（肾上腺的类激素b兴奋剂）可促进蛋白质合成，降低脂肪沉积，加速脂肪的转化与分解。但对心脏影响较大。严禁在饲料中添加。,苏丹红,非食品添加剂,食品的放射性污染及其预防,一、电离辐射的单位及天然放射性本底电离辐射包括： 射线、 射线、 射线、X射线。电离辐射的单位：原常用厘米-克-秒（cgs)制， 现用国际制单位（SI）。表示电离辐射的单位又有：1、吸收剂量（absorbed dosage）2、剂量当量 3、放射性活度（radioactive） 4、照射量（irradiation）,电离辐射单位,环境天然放射性本底,主要来源（The major resources） ：1、宇宙线（ cosmic rays ）2、环境中的放射性核素（ Radioactive nuclide in environment ）辐射剂量平均为： 1.05*10-3Gy/年,是指自然界本身固有的，未受人类活动影响的电离辐射水平（ th