第七章食品化学性污染4-营养与食品卫生...ppt

食品的化学性污染及其预防ChemicalContaminationAndPreventionInFood YanZhao AssociateProf DepartmentofNutrition FoodHygieneHarbinMedicalUniversity 1 N Nitrosocompoundscontaminationandprevention N nitrosocompoundshavebeenshowninanimalexperimentstobethemostbroadlyactingandthemostpotentgroupofcarcinogens 1 1Structure properties N 亚硝胺 N nitrosoamine 中性和碱性环境中较稳定 一般条件下不易发生水解 但在特殊条件下也可发生水解 加成 转亚硝基 氧化还原 光化学反应等N 亚硝酰胺 N nitroamide 化学性质活泼 在酸性或碱性条件下均不稳定 在酸性条件下可分解为相应的酰胺和亚硝酸 在碱性条件下可迅速分解为重氮烷 1 2Foodsources N nitrosocompoundsprecursors环境和食品中的N 亚硝基化合物系由亚硝酸盐和胺类在一定的条件下合成 作为N 亚硝基化合物前体物的硝酸盐 亚硝酸盐和胺类物质 广泛存在于环境和食品中 在适宜的条件下 这些前体物质可通过化学或生物学途径合成各种各样的N 亚硝基化合物 Nitrateandnitriteinvegetables蔬菜中的硝酸盐和亚硝酸盐当光合作用不充分时 植物体内可积蓄较多的硝酸盐蔬菜中亚硝酸盐含量通常远低于其硝酸盐含量 腌制 不新鲜的蔬菜中亚硝酸盐含量明显增高 Nitrateandnitriteinanimalfoods动物性食品中的硝酸盐和亚硝酸盐用硝酸盐腌制鱼 肉等能抑制许多腐败菌的生长 达到防腐的目的 亚硝酸盐可使腌肉 腌鱼等保持稳定的红色 改善食品的感官性状 我国规定肉制品中亚硝酸盐残留量 以亚硝酸钠计 不得超过30mg kg 肉罐头不得超过50mg kg Aminesinenvironmentandfoods环境和食品中的胺类有机胺类化合物是蛋白质 氨基酸 磷脂等生物大分子合成的必需原料 是各种天然动物性和植物性食品的成分 也是药物 农药和许多化工产品的原料 以仲胺合成N 亚硝基化合物的能力最强 鱼和某些蔬菜中的胺类物质含量较高 鱼肉中二甲胺的含量多在100mg kg以上 且含量随其新鲜程度 加工过程和贮藏条件的不同而有很大差异 晒干 烟熏 装罐等加工过程均可致二级胺含量明显增加 Endogenousformationofnitrosaminesinvivo人体内也能合成一定量的N 亚硝基化合物pH 3的酸性环境中合成亚硝胺的反应较强 因此胃可能是人体内合成亚硝胺的主要场所在唾液中及膀胱内 尤其是尿路感染时 也可能合成一定量的亚硝胺 1 3Metabolism toxicity 亚硝胺类化合物进入体内后 主要经肝微粒体细胞色素P450的代谢活化 生成烷基偶氮羟基化物 此类代谢产物具有很强的致癌和致突变活性亚硝酰胺类化合物为直接致癌物和致突变物 不需要经过体内代谢活化 ToxicityAcutetoxicityCarcinogenesisTeratogenesisMutagenesis 致癌作用特点 1 能诱发各种实验动物的肿瘤 2 能诱发多种组织器官的肿瘤 3 多种途径摄入均可诱发肿瘤 4 一次大量给药或长期少量接触均有致癌作用 5 可通过胎盘对仔代有致癌作用 1 4Prevention 1 防止食物霉变或被其他微生物污染 2 控制食品加工中硝酸盐或亚硝酸盐用量 3 施用钼肥 4 增加维生素C等亚硝基化反应阻断剂的摄入量 5 制定标准并加强监测 2 Polycyclicaromatichydrocarbonscontaminationandprevention PAHscompriseagroupofover100differentchemicals includingbenzo a pyrene 2 1Foodsources 食品在烘烤或熏制时直接受到污染 食品成分在高温烹调加工时发生热解或热聚反应所形成 植物性食品吸收土壤 水和大气中污染的PAHs 食品加工中受机油和食品包装材料等的污染 在柏油路上晒粮食使粮食受到污染 污染的水可使水产品受到污染 植物和微生物可合成微量的PAHs 食品种类 生产加工 烹调方法的差异以及距离污染源的远近等因素的不同 食品中B a P的含量相差很大 其中含量较多者主要是烘烤和熏制食品 烤肉 烤香肠中B a P含量一般为0 68 0 7 g kg 炭火烤的肉可达2 6 11 2 g kg 2 2Toxicity PAHs属于前致癌物 在体内主要通过动物混合功能氧化酶系中的芳烃羟化酶 arylhydrocar bonhydroxylase AHH 的作用 代谢活化为多环芳烃环氧化物 环氧化物能与DNA RNA和蛋白质等生物大分子结合而诱发突变和肿瘤 亦可进一步代谢形成带羟基的化合物 然后与葡萄糖醛酸 硫酸或谷胱甘肽结合 从尿中排出 B a P对多种动物有肯定的致癌性 2 3Prevention 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的污染 从而减少其对食品的污染熏制 烘烤食品及烘干粮食等加工应改进燃烧过程 避免使食品直接接触炭火 使用熏烟洗净器或冷熏液不在柏油路上晾晒粮食和油料种子等 以防沥青玷污食品生产加工过程中要防止润滑油污染食品 或改用食用油作润滑剂去毒 用吸附法 活性炭 日光或紫外线照射制定食品中允许含量标准 3 Heterocyclicaminescontaminationandprevention Heterocyclicamines HCAs constituteanimportantclassofmutagenicandcarcinogeniccompoundsfoundincookedandcharredfoods Sub groups amino carbolinesand quinolinesAIAs quinoxalinesandpyridines 3 1Foodsources 食品中的HCAs主要产生于高温烹调加工过程 尤其是富含蛋白质的鱼 肉类食品在高温烹调过程中更易产生 影响食品中杂环胺形成的主要因素 1 烹调方式 加热温度愈高 时间愈长 水分含量愈少 产生的杂环胺愈多2 食物成份 在烹调温度 时间和水分相同的情况下蛋白质含量较高的食物产生杂环胺较多含有肌肉组织的食品可大量产生IQ型杂环胺正常烹调食品中多含有一定量的杂环胺 3 2Toxicity 杂环胺需经过代谢活化后才具有致突变性和致癌性 其活性代谢产物是N 羟基化合物ToxicityStrongmutagenesisCarcinogenesisCardiomyotoxicity 3 3Prevention 改变不良的烹调方式和饮食习惯 少吃烧烤煎炸食物增加蔬菜水果的摄入量失活处理加强监测 4 Persistentorganicpollutantscontaminationandprevention 持久性有机污染物 persistentorganicpollutants POPs 是指可通过大气 水等环境介质长距离迁移并长期存在于环境中 通过食物链的生物富集作用对人体产生有害影响的天然或人工合成的有机化学物质 POPs的化学性质稳定 在自然条件下难以降解 在土壤 水体 底泥中及生物体内的半衰期较长 它们可蓄积在生物体的脂肪组织中 并通过食物链的生物富集作用最终危害人类的健康 4 1Structure properties PCDD Fs 多氯代二苯并 对 二噁英 polychlorinateddibenzo p dioxins PCDDs 多氯代二苯并呋喃 polychlorinateddibenzofurans PCDFs 系由1个或2个氧原子连接2个被氯原子取代的苯环组成的氯代含氧三环芳香族化合物 难溶于水 但可溶于大部分有机溶剂 具有较强的脂溶性 故可蓄积在动植物的脂肪组织中 并经食物链在生物体内富集 化学稳定性极强 在强酸 强碱及氧化剂中仍能稳定地存在 对热也十分稳定 半衰期长 可长期存在于环境中 多氯联苯 polychlorinatedbiphenyls PCBs 是人工合成的一组氯代烃类化合物 在2个苯环的不同位置可结合不同数目的氯原子 工业上使用的主要是含2 7个氯的混合物 难溶于水 但易溶于有机溶剂和脂肪 物理化学性质极稳定 不易分解 耐酸碱 抗氧化 对金属无腐蚀性 具有良好的电绝缘性和耐热性 但可被紫外线破坏 除一氯化物和二氯化物外 均为不燃物质 4 2Foodsources Dioxinanddioxin likecompoundsinenvironment二噁英及其类似物广泛存在于大气及飘尘 水体及底泥 土壤中 垃圾和医疗废弃物的焚烧 特别是不完全燃烧或在较低温度下燃烧以及有PVC塑料时 是环境中PCDD Fs主要来源PCBs在环境中广泛存在 垃圾焚烧也可产生Dioxinanddioxin likecompoundsinfood主要来自环境的污染 发泡PS PVC塑料以及纸制品作为食品包装材料可将其迁移到食品中 意外事故二噁英主要污染动物性食品 特别是鱼类 4 3Metabolism toxicity PCDD Fs和PCBs在消化道的吸收率均很高 主要分布在肝脏和脂肪组织PCDD Fs主要在肝脏进行羟化和脱氯 并与葡萄糖醛酸结合 通过胆汁进入肠道 富含纤维素和叶绿素的食物可促使PCDD Fs以原型的形式经粪便排出 PCDD Fs也可通过胎盘和乳汁进入胎儿和婴儿体内 PCBs主要借助细胞色素P450被羟化 其代谢速率还取决于所含氯原子的数量和位置 毒性作用主要机制 通过芳烃受体 arylhydrocarbonreceptor AhR 介导基因表达 启动细胞内信号传导Generaltoxicity一般毒性四氯化物的毒性最强 尤其是2 3 7 8 四氯代二苯并 对 二噁英 TCDD Wastingsyndrome消瘦综合征Chloracne氯痤疮Hepatotoxicity肝脏毒性Immunotoxicity免疫毒性生殖毒性和内分泌系统毒性Neurotoxicity神经毒性遗传毒性和发育毒性Carcinogenesis致癌性 4 4Prevention 控制和消除环境污染建立实用 灵敏度高的检测方法 加强监督监测采取综合预防措施 5 Chloropropanolscontaminationandprevention Chloropropanolsinfoodsareformedduringtheproductionofhydrolysedvegetableprotein HVP inthepresenceofhydrochloricacid Atleasttwoofthegroup 3 monochloro 1 2 propanediol 3 MCPD and1 3 dichloro 2 propanol 1 3 DCP areconsideredpotentialcarcinogens 氯丙醇主要存在于用盐酸水解法生产的HVP调味液中 以HVP为原料制成的膨化食品等休闲食品 调味品如固体汤料 蚝油 鸡精 快餐和方便面调料也含有氯丙醇 Toxicity Generaltoxicity一般毒性3 MCPD的主要靶器官是肾脏 主要表现为肾脏的重量显著增加和肾小管增生 1 3 DCP的主要靶器官是肝脏Reproductivetoxicity生殖毒性Neurotoxicity神经毒性Genotoxicity遗传毒性Carcinogenesis致癌性 Prevention 改进生产工艺原料中的脂肪较多 盐酸的用量较大 氯离子的浓度较高 回流的温度过高以及反应时间过长均可促使氯丙醇的形成 适当调整生产工艺可使氯丙醇的含量大大降低 蛋白质含量高 脂肪含量低的豆粕是生产HVP的理想原料 加强行业自律加强监测 6 Acrylamidecontaminationandprevention Acrylamideisproducednaturallyinsomefoodsthathavebeencookedorprocessedathightemperature Thehighestlevelsfoundsofarwereinstarchyfoods 丙烯酰胺主要代谢产物环氧丙酰胺比丙烯酰胺更容易与DNA上的鸟嘌呤结合形成加合物 导致遗传物质的损伤和基因突变丙烯酰胺还可通过胎盘和乳汁 从而进入胎儿及婴儿体内 丙烯酰胺主要由天门冬氨酸与还原糖在高温加热的过程中发生美拉德反应生成食品的种类以及加工的方式 温度和时间均影响丙烯酰胺的形成