农产品有害物质分析--第二章.ppt

1,食品安全隐患近年来我国在如何保障食品质量与安全方面已做了大量的工作，如抗病作物的研究，绿色食品生产基地的建设，建立食品质量与安全保障体系，食品质量与安全（QS）市场准入机制及某些农药、兽药的淘汰使用或在食品卫生标准中达到无检出要求等。上述技术及措施的实施对保障我国的食品质量与安全起到重要作用。然而，食品的安全隐患依然存在。主要表现在：,2,1、引起我国食品食品安全的主要问题之一的致病性微生物所引起的食源性疾病，并没有因经济的发展而自然消失，相反，现代化社会的发展为食源性疾病的传播提供了更适宜的条件；,3,2、食品新技术和新资源食品在促进食品工业发展的同时，也带来了新的问题，如新型的加工工艺及贮存中产生的有害成分、新式包装中的有害成分污染、食品内源性有毒有害成分、食品中抗营养成分等；,4,3、为防止病虫害以提高产量违规使用农药、兽药、化肥等化学品，造成食物原料的残留超标危害等；4、环境污染对食品构成的威胁仍然严重，水源、大气及土壤的污染必然会通过食物链对人体造成较大危害等。,5,食品有害成分的分类一般说来，如果食品中某一成分的存在对食品的营养和对人体健康有影响，这类成分就称为食品中有害成分。目前对食品中有害成分的分类归纳起来有三种：一是将食品中有害成分统称为抗营养因子；二是将食品中有害成分分为食品中有害成分和抗营养因子；三是按生化成分的结构和对人体的生理作用将食品中有害成分细分成有毒成分、有害成分和抗营养素。,6,食品有毒成分是指这类成分在含量很少时就具有毒性；,食品有害成分是指这类成分在含量超标时就会对人体产生危害；,食品抗营养素是指这类成分能干扰或抑制食品中其他营养成分的吸收。,7,定义食品中某物质是有毒、有害成分或是抗营养素是相对的，在某些情况下它是抗营养成分，在另一情况下它可能又是有益成分或保健成分。如食品中酚类物质，当它与蛋白质一道食用时，它对蛋白质的吸收有一定的抑制作用，这种情况下它是抗营养素；然而它又抗氧化、清除自由基等作用，它又是天然的抗氧化剂和保健成分。,8,根据食品中有毒、有害成分及抗营养素的来源，食品中有害成分又可分为内源性有毒、有害成分及抗营养素和外源性有毒、有害成分及抗营养素。食品中内源性有毒、有害成分一般情况下对人体的危害不明显，然而，在感受性强的人身上，或未经正确处理含量较多时，就会出现有害作用。食品中外源性有毒、有害成分如果在人体内不能及时排除，它们的残留总是对人体不利。,9,食品有害成分的危害性,10,表1-1食品中内源性有毒、有害成分,11,表1-1（续）食品中内源性有毒、有害成分,12,表1-2食品中内源性抗营养素,13,表1-2（续）食品中内源性抗营养素,14,表1-3食品中外源性有毒、有害成分,15,表1-3（续）食品中外源性有毒、有害成分,16,食品安全与食源性疾病随着人们生活水平的提高和保健意识的增强，食品质量与安全格外引人关注。首先，因科技水平提高，人们对食品内源有毒、有害成分有了新的认识。同时，为满足现代人们对食物的各种需要，开发利用的许多新技术对食品安全埋下的隐患也始料未及，并开始显现。,17,化学农药的生产应用为保障食物的产量和质量起着重要的作用。目前全世界实际生产和使用的农药品种约有500余种，其中大量使用的农药有100多种，它们主要是化学农药。这些农药使用不当会在食物中大量残留，对人体造成危害。,18,食品添加剂是现代食品生产必不可少的，有些添加剂除具有添加剂的属性外，还具有营养性和保健功能，如抗氧化剂维生素C、维生素E、茶多酚等；但有些添加剂的过多残留则对人体有害，如亚硝酸盐、糖精等。,19,一些违规或不法厂商，在食品加工中不正确地、超量地使用食品添加剂或添加一些不符合食品要求的配料或人造化学制剂，如苏丹红一号色素，或将农药添加到食品加工过程中，如在火腿加工中喷洒敌敌畏等。此外，伴随工业化进程的环境污染也对食品质量与安全构成隐患。,20,食源性疾病概念与类型,食源性疾病又称食物性中毒。它是指食物经口而进入人体内的有毒、有害成份所引起的疾病，它不包括不科学的饮食而引起的疾病。人们对食源性疾病的认识已有很长的时间，尤其是近20年来，在食品安全领域出现了一系列的新问题，并随着科学技术的进步对这些问题有了新的了解。大肠癌细菌O157、H7、新变种克雅氏病（nvCJD）、植物源食品中抗营养因子等对人的危害及污染源或致病机理等都有了新的认识。,21,食源性疾病的类型，目前主要以临床表现来划分，它可划分为急性的和慢性的两大类。急性食物中毒的临床表现主要有：急性肠道疾病，如恶心、呕吐、腹泻；肠型发热；急性败血症；急性肠炎；急性神经疾病。,22,慢性食物中毒的临床表现较为复杂如长期使用植酸含量较多的食品，可造成某些金属元素缺乏症，或引起各类结石；长期食用农药残留及重金属含量较多的食品会引起各种疾病。,23,引起食源性疾病的因素很多，可将食源性疾病致病因子分为两大类：一是传染性病原体，如某些细菌、病毒、寄生虫等；二是非传染性病原体，如某些化学成分、重金属元素、有毒蘑菇等。依据上述致病因子，可将食源性疾病进一步分为以下五类：,24,细菌性食物中毒是指人们摄入含有细菌或细菌毒素的食品而引起的食物中毒。细菌性食物中毒的发生与不同区域人群的饮食习惯有密切关系，如日本人喜食生鱼片，副溶血性弧菌食物中毒最多；我国人们食用畜禽肉、禽蛋类较多，多年来一直以沙门菌食物中毒居首位。,25,真菌毒素中毒真菌在谷物或其他食品中生长繁殖产生有毒的代谢产物，人和动物食入这种毒性物质发生的中毒，称为真菌性食物中毒。中毒发生主要由被真菌污染的食品中的真菌毒素引起，用一般的烹调方法加热处理不能破坏所引进的真菌毒素。,26,动物源食物中毒动物性食物中毒食品主要有两种：将天然含有有毒成分的动物或动物的某一部分当作食品；在一定条件下产生了大量有毒成分的可食动物性食品。,27,植物源食物及毒蘑菇中毒一般因误食有毒植物或有毒的植物种子，或烹调加工方法不当，没有把植物中的有毒物质去掉而引起。最常见的植物性食物中毒为菜豆中毒；毒蘑菇中毒；有些甚至可引起死亡，如有毒蘑菇、马铃薯、曼陀罗、银杏、苦杏仁、桐油等。,28,化学性食物中毒食入化学性有毒食品引起的食物中毒即为化学性食物中毒。化学性食物中毒的发病特点是：发病与进食时间、食用量有关。一般进食后不久发病，常有群体性，病人有相同的临床表现。,29,各类食源性致病因子对食品安全的影响,随着人们生活水平和保健意识的提高，近几年来我国加大了对食品安全的检查和分析力度，严把食品质量与安全关，但食物中毒事件时有发生，2001-2003年，平均中毒人数为12506人，平均死亡人数为202人。表1-4近3年来我国发生食物中毒情况一览表,30,根据卫生部对2003年我国重大食物中毒情况统计，2003年，卫生部共收到我国重大食物中毒事件报告379起，12876人中毒，323人死亡。与2002年比较，重大食物中毒的报告起数、中毒人数、死亡人数分别增加了196.1%、80.7%、134.1%。从食物中毒报告数量看，2003年报告数量与过去几年相比明显增多，主要有以下几方面原因：,一是2003年国家出台了突发公共卫生事件应急条例，各级卫生行政部门对食物中毒的报告管理明显加强，食物中毒的漏报、瞒报情况有所减少；二是新闻媒体的舆论监督的力度明显加大；三是进一步加强了食物中毒报告制度建设，卫生部对瞒报或报告不及时的部门和单位进行了通报。,31,2003年1-6月份各类食源性致病因子造成食物中毒次数比较,2003年1-6月份各类食源性致病因子造成食物中毒人数比较,32,2003年1-6月份各类食源性致病因子造成食物中毒死亡人数比较,33,对2003年1-6月份各类食源性致病因子对食品安全分析，新性食物中毒在食物中毒方面占重要地位，表现在中毒次数及死亡人数均比其它类型的要高。另外，植物源食物中毒的死亡人数也较多。通过对2003年1-6月份中毒个案分析，除极少数投毒造成的中毒外，造成各类食物中毒的因素主要有以下方面：,34,食品加工处理不当食品加热温度不够，未能有效杀灭或破坏食品中的致病微生物或有害酶类。2003年5月31日，青海省一建筑工地124人晚餐进食豆角，1h后先后有122人出现恶心、呕吐、腹胀、腹痛等症状。经调查，工地食堂未将豆角煮熟煮透造成豆角中皂苷等毒素未被破坏而引起食物中毒。食品交叉污染或不正确冷藏某些致病性微生物污染食品并大量繁殖，以致食品中存在有大量致病菌或产生大量毒素。2003年5月16日，海南省一学校55名师生出现腹痛、腹泻、发热等症状。经调查，系由于食堂食品制作过程不符合规定，致使受到污染的食品容器污染食品，引起沙门菌食物中毒。,35,食品原料遭受污染食品原料或食品容器被鼠药、农药等污染，农产品在种植、养殖过程中滥用剧毒农药、瘦肉精等。如2003年5月11日，内蒙古一果树场一家3口人突然死亡。现场检查发现，死者家中食用的一袋面粉中有一块油性渗入物痕迹，并闻到有机磷农药味。经检验证实，这是一起面粉受到有机磷农药污染引起的食物中毒。2003年5月30日，广东省一半导体厂、电子厂和五金厂的102名员工在工厂食堂就餐后相继出现呕吐、头晕、胸闷、瞳孔缩小等症状。经调查和检验，中毒原因为食用了被有机磷农药甲胺磷污染的食品。,36,误用、误食有毒化学物质家庭或餐饮加工单位误将加工场所存放的农药、鼠药、亚硝酸盐和其它有毒有害物品当作食品使用。如2003年5月25日中午，重庆市南川市一户村民在午餐后，7人相继出现恶心、呕吐等症状，其中一人死亡，经检验，是该户村民误将亚硝酸盐当成食盐使用引起食物中毒。误食某些含有有毒成分的动植物2003年6月10日，云南省临沧地区一学校151名师生出现腹痛、头昏、恶心、呕吐等中毒症状，经调查，中毒原因为师生食用野生玉麦青（一种野生蕈）。2003年5月16日下午，四川省成都市一小学19名学生出现头昏、恶心、呕吐、轻微腹痛、个别出现腹泻等中毒症状，经调查，中毒原因为学生在路边捡食了蓖麻籽。,37,食用过期变质的食品2003年5月30日，重庆市綦江县一小学学生食用了学校为庆祝“六一”儿童节发放的糖果，陆续有94名学生出现头痛、恶心、腹痛和发烧等症状。经调查，中毒原因为学生食用了过期变质、油脂酸败的糖果。,减少食物中有害成分的残留，保障食品的质量与安全是当前食品生产及加工行业迫切的任务。要减少食物中有害成分的残留，保障食品的质量与安全就必须了解有害成分在食物中存在的状态、理化性质、影响其毒性的因素以及除去食物中有害成分的技术和方法。,38,人类生长发育所需要的营养主要靠食物提供。食物在提供诸如水、蛋白质、脂肪、糖类、矿质元素及维生素等必需成分和色素、芳香油等成分的同时，也含有一些人体有害成分，如有害糖苷类、有毒氨基酸、凝集素、皂素、有毒活性肽及毒素等。这些成分如果在加工或烹调过程中不加以除去或破坏，则对人体构成安全隐患。凡是由食物原料（包括植物和动物）体内产生的、对人体有害的一些成分，如上述物质等均可统称为内源性有害成分。,第二节食品中内源有害成分,39,食品中过敏原概述过敏原（Allergen）是指存在于食品中可以引发人体对食品过敏的免疫反应的物质。由食品成分引致的人体免疫反应主要是由免疫球蛋白E（IgE）介导的速发过敏反应。食物在提供人体所需基本营养的同时，其内含的过敏成分也对人体产生一定的危害。人体为了免受危害，其淋巴系统必然对过敏原产生反应以消除危害。正常情况下，大量的抗原在消化过程中被降解成单糖、氨基酸和低级脂肪酸。并被专门细胞以无抗原活性形式有选择的吸收。然而完全抗原（过敏原）能穿过肠壁进入体内，从而激发免疫反应。,40,我国古籍淮南子中有“神农尝百草一日而遇七十毒”的记载，虽有夸大之处，但应相信，古代人在找寻食物与药物的过程中，会遇到许多不良反应，除中毒反应外，必然也包括食物过敏在内。正常情况下，大量的抗原在消化过程中被降解成单糖、氨基酸和低级脂肪酸。并被专门细胞以无抗原活性形式有选择的吸收。然而完全抗原（过敏原）能穿过肠壁进入体内，从而激发免疫反应。,41,我国传统医学中，很早就提出“忌口”以治疗疾病。例：哮喘应忌海味，皮肤病应忌酒，“发物”可引起许多疾病，这些均是我国人民从长期的生活实践中观察到一些过敏现象后形成的经验总结。近代科学研究发现，这些“发物”中，引起食物过敏的机会确实较大。公元460年，希波格拉底发现头痛病人应禁用牛奶，否则头痛加重。,42,过敏症状表现在，当人们食用某些食品后所出现的皮肤瘙痒、胃肠功能紊乱等不良反应。能引起上述症状的食物就是因为这些食物中含有过敏原，而含有过敏原的食品就为过敏性食品。现在发现许多食品中含有能使人过敏的过敏原，只是不同的人群对此敏感性有所不同而已。,43,由于各国民族的遗传因素差异和饮食习惯的不同，引起过敏的过敏性食品强弱的排列顺序可能会有所不同，但总的来说，引起即时型过敏频度较高的食品主要有这8类，此8类占所有即时型食物过敏病例的90%以上。它们包括：牛乳及乳制品（干酪、酪蛋白、乳糖等）蛋及蛋制品花生及其制品大豆和其他的豆类以及各种豆制品小麦、大麦、燕麦等以及谷物制品（含面筋、面粉等）,44,牛乳及乳制品（干酪、酪蛋白、乳糖等）蛋及蛋制品花生及其制品大豆和其他的豆类以及各种豆制品小麦、大麦、燕麦等以及谷物制品（含面筋、面粉等）鱼类及其制品甲壳类及其制品果实类（核桃、芝麻等）及其制品,45,食物过敏的流行特征目前临床上诊断食物过敏的方法有多种，如食物过敏病：有皮肤针刺试验、排除性膳食实验、血清特异性IgE水平测定和食物激发试验（开放和双盲对照）等。由于诊断方法不同，各国报道的人群研究的食物过敏率差异较大，仅有的几项以双盲对照食物激发实验阳性为诊断标准的人群研究显示，0.5%-2%的成人和6%-8%的儿童有食物过敏问题。西方有的报告认为60%的人口有某种食物过敏，北京1959年报告各种变态反应总发病率为48.09%。全部过敏病人中能提供食物过敏史者有20%-30%。一般统计正常人群对食物过敏的发生率在0.3%-3.7%之间。婴儿与儿童的发生率比成人为高，多数儿童2-5岁后过敏症状自然消失。,46,食物过敏的流行特征表现在：婴幼儿及儿童的发病率高于成人。婴幼儿（3岁以下）过敏性疾病以食物过敏为主，4岁以上儿童对吸入性抗原的敏感性增加。发病率随年龄的增长而降低。一项对婴儿牛奶过敏的前瞻性研究表明，56%的患儿在1岁、70%在2岁、87%在3岁时对牛奶不再过敏。但对花生、坚果、鱼虾则多数为终生过敏。人群中的实际发病率低。因临床表现难于区分，人们误将各种原因引起的食物不良反应均归咎于食物过敏，人群的自我报告的患病率明显高于真实患病率。,47,食物过敏的特点食物过敏原是指能引起免疫反应的食物抗原分子，几乎所有的食物过敏原都是蛋白质，大多数是水溶性糖蛋白，相对分子质量在1万-6万。每种食物蛋白质可能含有几种不同的过敏原。一般来说，某种食物的致敏性强弱与其对特异IgE结合能力及其过敏原在食物蛋白中的浓度有关。如果过敏原能结合至少50%来自患者血清的IgE抗体，该过敏原就被认为是主要过敏原，即最主要过敏原。蛋白质的浓度也与过敏原强弱有关，如鸡蛋中卵清蛋白含量在50%以上，因而卵清蛋白为鸡蛋中最重要的过敏原。,48,过敏原存在以下几个特点：任何食物都可引起过敏性疾病小儿常见的食物过敏原有牛奶、鸡蛋、大豆等，其中牛奶和鸡蛋是幼儿最常见的过敏原，具有很强的致敏作用。虽然任何食物都能引起过敏反应，但大约90%的过敏反应是由少数食物引起。食物中仅部分成分具致敏原性鸡蛋中蛋黄含有相当少的过敏原，在蛋清中含有23种不同的糖蛋白，但只有卵清蛋白、伴清蛋白和卵黏蛋白为主要过敏原。,49,食物过敏原的可变性加热可使得一些次要过敏原的过敏性降低，但主要的过敏原一般都对热不甚敏感，有些还会增加，一般情况下，酸度的增加和消化酶的存在可减少食物的过敏性。食物存在交叉反应性许多蛋白质可有共同的抗原决定簇，使过敏原具有交叉反应性。如至少50%的牛奶过敏者也对山羊奶过敏，对鸡蛋过敏的患者可能对其它鸟类的蛋过敏。植物的交叉反应比动物明显，如对大豆过敏的患者也可能对豆科类的其它植物如扁豆过敏。,50,食物中常见的过敏原引起食物过敏的过敏原大都来源于食物中的蛋白质，而实际上与过敏反应相关的仅为其部分抗原决定基（数个至数十个氨基酸）。近年来，免疫学、临床医学和食品化学的研究，对各种食物中的过敏原已有一定的了解，并积累了较多的基础数据。日本上野等人总结了鸡蛋和牛乳中不同蛋白质的过敏活性，数据如表2-1。鸡蛋蛋白中具有较高过敏性的蛋白主要有卵清蛋白（OVA）、伴清蛋白（CBM）、卵黏蛋白（OM）、鸡蛋溶菌酶（HEL）等4种。其中卵黏蛋白的稳定性最高，过敏活性也最高，主要是由于其抗消化活性最高从而导致在肠内不易失去过敏性的缘故。,51,表2-1鸡蛋蛋白中过敏性的蛋白质及过敏性,52,在牛乳蛋白质中，乳清蛋白质的-乳球蛋白以及酪蛋白中s1-酪蛋白的过敏性最高。,表2-2牛乳蛋白中过敏性的蛋白质及过敏性,53,Ogawa等利用过敏患者血清中的IgE抗体与过敏原相结合的特性（即RAST方法），探索了大豆蛋白质各种成分的过敏性。结果表明，一种称之为GlymBd30ku的蛋白质过敏原，该蛋白质的相对分子质量为30000，具有很高的过敏活性，55.2%的患者血清能识别此种物质。此外，还有2种蛋白质，一种是7S球蛋白组分中的-同大豆球蛋白的亚单位；另一种是称之为GlymBd28ku的蛋白质，都有约23%的患者对此2种蛋白质起反应。目前已知此3种蛋白质是大豆中最主要的3种过敏原。Ogawa等（1993年）分离出作为主要过敏原的GlymBd30ku，指出此蛋白质在大豆成熟期时主要积蓄在液胞内，作为贮藏蛋白质，具有与油脂相溶的特性。,54,谷物来源的过敏原研究也取得了较大的进展，其中研究较多的有小麦和大米。特别是欧美小麦过敏患者较多，早在1983年有学者就研究了与面筋蛋白质相关的免疫反应，指出小麦过敏患者对小麦过敏主要是由于在小肠黏膜上缺乏分解面筋蛋白质的特殊酶的缘故。小麦中的过敏原还有麦胶蛋白和麦谷蛋白，前者过敏性比后者要高很多，在麦胶蛋白中Q-麦胶蛋白的过敏性最高。至于大米过敏主要发生在亚洲，日本对它进行了较多的研究，并成功地从大米中分离并精制到一种单一的蛋白质过敏原，其相对分子质量大约为16000左右，对热和蛋白酶具有较高的抵抗性，现已明确它是大米中主要的过敏原。此后相继有人报道大米中还存在其它几种过敏原蛋白质。由于各种谷物过敏原之间存在交互性，至今不能明确谷物中含有的过敏原蛋白质。,55,水产品中也存在过敏原，如鱼类及其制品和甲壳类及其制品等产品中均有过敏原存在。在鱼类过敏原中，主要是肌浆蛋白中的小清蛋白，这是一类小分子的酸性糖蛋白。而甲壳类的过敏原蛋白主要是原肌球蛋白，其中一主要过敏原是一种分子质量为36KD的酸性糖蛋白，等电点在4.5左右，其糖基的含量为4.0%，后来人们发现了一种热稳定的过敏原，经检测发现为tRNA。随着技术的进步，越来越多的过敏原被发现，其分子质量集中在16-166KD至少有13种之多，但主要的过敏原为分子质量36KD组分。在氨基酸的组成上缺色氨酸，酪氨酸和苯丙氨酸含量少。,56,据报道马铃薯中也含有一种分子质量为45KD、等电点在4.2的主要过敏原，它也是一种糖蛋白，并具有氧化酶活性，在N末端没有发现游离的氨基。此外在马铃薯中还发现了分子质量在42-62KD的一些次要过敏原。芝麻是东方常食用的一种油料作物，其种子和油脂均可以引发过敏。研究发现芝麻过敏原的分子质量主要分布在8-80KD之间，是一种小分子的酸性糖蛋白。,57,芥末是一种常见的调味料，主要有两类，绿芥末和东方芥末。绿芥末的过敏原Sinal是一种2S球蛋白，它包含两个二硫键连接的多肽链，每个多肽链分别含有39个和88个氨基酸残基，其分子质量在16-16.4KD之间，并含有螺旋结构能经受住蛋白酶和热的降解作用。东方芥末的主要过敏原Brajl，它和Sinal有严重的交叉反应，并且都含有大量螺旋结构，性质有很大的相似之处。一般讲东方芥末在美国和日本消费较多，而绿芥末在欧洲更为流行，但商品芥末一般都是二者的混合物，消费者食用时应谨慎。,58,近年来,