第9章 食品安全性评价

1、浙江科技学院食品安全与质量控制教案 第9章 食品安全性评价第一节 基本概念 一、毒性毒性(toxicity)是指一种物质对机体造成损害的能力。物质毒性的高低仅具有相对意义，只要达到一定的数量，任何物质对机体都具有毒性；除此之外，还与物质本身的理化性质、与机体接触的途径等因素有关。二、外源化学物外源化学物(xenobiotics)又称为“外源生物活性物质”。是在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机体，在体内呈现一定的生物学作用的一些化学物质。三、剂量剂量(dose)可指与机体接触的外来化合物的数量、它吸收进入机体的数量或在靶器官作用部位或体液中的浓度或含量。由于内剂量不易测定，所以一

2、般剂量的概念是指给予机体的外来化合物的数量或机体接触的数量。致死量(lethal dose)即可以造成机体死亡的剂量。绝对致死量(ld100)系指能造成一群个体全部死亡的最低剂量。由于个体差异，使群体100%死亡的剂量变化大，因此很少使用ld100来描述一种物质的毒性。半数致死量(ld50)系指能引起一群个体50%死亡所需的剂量，也称致死中量。ld50越小，表示外来化合物的毒性越强。四、效应和反应 1效应(effect)是指一定剂量的外来化合物与机体接触后可引起的生物学变化。此种变化的程度用计数或计量单位如若干个、mg等来表示。2反应(response)是指一定剂量的外来化合物与机体接触后，呈

3、现某种效应并达到一定程度的比率，或者产生效应的个体数在某一群体中所占的比率，一般以%或比值表示。3剂量-反应关系是指不同剂量的毒物与其引起的效应发生率之间的关系。如果某种毒物引起机体出现某种损害作用，一般就存在明确的剂量-反应关系(过敏反应例外)。五、损害作用当机体间断或连续地接触一定剂量的外来化合物后，引起机体功能容量的降低或对额外应激状态代偿能力的损伤、机体维持体内稳态的能力降低以及对其他外界不利因素影响的易感性增高。以损害作用来描述物质毒性的概念主要有：1最大无作用剂量(maximal no-effective dose，mnl)即在一定时间内，一种外来化合物按一定方式或途径与机体接触，

4、根据现今的认识水平，用最灵敏的试验方法和观察指标，亦未能观察到任何对机体的损害作用的最高剂量。最大无作用剂量是评定外来化合物对机体损害作用的主要依据。以此为基础可制定一种外来化合物的每日允许摄入量(adi)和最高允许浓度(mac)。2最小有作用剂量(lowest-observed-adverse effect lerel，loael)或称阈剂量或阈浓度，即在一定时间内，一种外来化合物按一定方式或途径与机体接触，能使某项观察指标开始出现异常变化或使机体开始出现损害作用所需的最低剂量。3每日允许摄入量(acceptable daily intake，adi)是指人类每日摄入某物质直至终生而不产生可

5、检测到对健康产生危害的量。按体重计，可以表示为mg/(kgd)。4安全系数(safetyfactor)是根据无作用量(noel)计算每日容许摄入量(adi)时所用的系数，即将noel除以一定的系数得出adi。所用的安全系数的值取决于受试物毒作用的性质，受试物应用的范围和用量，适用的人群，以及毒理学数据的质量等因素。第二节 食品安全性的风险评价一般来说，如果某种危险发生的概率低于十万分之一，属于低风险，如飞机失事后果是严重的，但其危险发生的概率仅为二十五万分之一，属于较低风险；但如果危险发生的概率较高，就必须采取适当的防范措施。规避风险是人类的本能，对风险进行分析，根据风险程度采取相应的管理措施

6、，是可以控制或者降低风险的。对食品安全性进行的风险分析仅仅是风险分析的一个具体应用领域。食品风险分析由风险评估、风险管理和风险情况交流3部分组成，风险评估是整个风险分析体系的核心和基础。要求食品安全性没有任何问题，也就是零风险几乎是不可能的。分析食源性危害，确定食品安全性保护水平，采取风险管理措施，使食品在安全性的风险方面处于可接受的水平，这就是风险分析在食品安全性管理中的作用。一、风险评估风险评估就是通过现有的资料包括毒理学数据、污染物残留数据分析、统计手段、暴露量及相关参数的评估等系统的、科学的步骤，对食品中生物、化学或物理因素对人体健康产生的不良后果进行识别、确认和定量，决定某种食品有害

7、物质的风险。1危害识别确认可能存在于某种食品中并可能对人体健康产生不良影响的生物、化学和物理因素。危害识别主要是定性分析，其危害性可以由相关的数据资料加以鉴定。2危害特征描述就是对食品中可能存在的、对健康有不良效果的生物、化学和物理因素的性质进行定性及定量评价。危害特征描述一般是由毒理学试验获得的数据外推到人，计算人体的adi值。3暴露(量)评估对于通过食品可能摄入的或其他有关途径接触的生物、化学和物理因素的定性及定量评价。暴露评估主要是根据膳食调查和各种食品中化学物质暴露水平调查的数据进行的。暴露(量)评估必须考虑食品被污染的频度、污染物随时间变化的含量水平。4风险描述根据危害确认、危害特征

8、描述和暴露(量)评估，对某一给定人群的已知或潜在的健康不良效果发生的可能性和严重程度进行定性或定量的估计，其中包括伴随的不确定性。通常情况下，危害确认采用定性方法。对于有阈值的化学物质，比较暴露量和adi值，暴露量小于adi值时，对健康产生不良效果的可能性在理论上为零；对于无阈值物质，人群的风险是暴露和效力的综合结果。目前尚未对生物因素形成一套较为统一的、科学的风险评估方法。因此，一般认为食品中的生物危害应该被完全消除或者降低到一个可直接接受的水平，cac认为haccp体系是迄今为止控制食源性生物危害最经济有效的手段。二、风险管理风险管理就是根据风险评估的结果，选择和实施适当的管理措施，尽可能

9、有效地控制食品的风险，从而保障大众的健康。1风险评价就是确认食品的安全性问题，描述风险概况，就风险评估和风险管理的优先性对危害进行排序，为进行风险评估而制定风险评估政策，继而进行风险评估和审议风险评估的结果。2风险管理的选择评价确定现有的管理选项，然后选择最佳的管理选项，做出最终的管理决定。3监控和回顾对实施措施的有效性进行评估，在必要时对风险管理和评估进行回顾。对风险的可接受水平应主要根据对人体健康的影响来决定，同时应避免风险水平上随意性的和不合理的差别。第三节 食品安全性的毒理学评价一、急性毒性试验急性毒性是指机体(人或实验动物)一次(或24 h内多次)接触外来化合物之后短期内所引起的中毒

10、或死亡效应。凡经口接触和注射接触，“一次”是指在瞬间将受试物输入实验动物体内。当受试物毒性过低，或一次染毒剂量受机体容量限制，需给予较大剂量时，则可在24 h内分次染毒，即为“多次”。“短期内”，一般限定为7 d内。1剂量分组求受试物的ld50时，一般设置57个剂量组，初起组距可用剂量间的4倍差即以log 4 来划分各组剂量，以预期毒性中值为受试物的中间剂量组，上、下各推12个剂量组做预试。每个剂量组的动物数，小鼠应不少于10只，大鼠68只，家兔46只。每组动物应雌、雄各半；如受试物毒性有性别差异，则应分别求雌、雄动物各自的ld50。2实验期限和观察指标一般要求计算实验动物接触化合物之后2周内

11、的总死亡数。对于一些速死性化合物求其ld50也可仅计算24 h的死亡率，在实验期间，应保证实验动物有充足的膳食、饮水及适宜的温、湿度环境，以防止动物出现非中毒性死亡。表示急性毒性最常用的指标是ld50。3 急性毒性的评价为了表示受试物急性毒性的强弱和对人的潜在危害程度，国际上提出了外源化学物的急性毒性分级，我国食品安全性毒理学评价程序和方法(gb 15193.394)颁布的急性毒性(ld50)剂量分级标准见表9-1。表9-1急性毒性(ld50)剂量分级急性毒性分级 大鼠经口ld50/(mg/kg) 相当于人的致死剂量mg/kg g/人极毒 15 000 500 000 2 500.0二、致突变

12、试验1突变的基本概念、类型及后果染色体和基因的变异可以遗传，遗传变异就称为突变。突变的发生及其过程就是致突变作用。突变可分为自发突变和诱发突变，各物种的自发突变频率较低, 而诱发突变比较常见。 诱发突变指由于物理、化学、生物等因素而引起的突变，至今已发现相当数量的外源化学物能损伤遗传物质，从而诱发突变，这些物质称为致突变物或诱变剂，也称为遗传毒物。按作用后果或遗传物质损伤的性质，可将突变分为基因突变和染色体畸变。基因突变即遗传物质在分子水平上的改变；染色体畸变包括染色体结构异常和数目异常。致突变物对机体的作用是通过靶细胞实现的。当靶细胞是体细胞，其影响仅能在直接接触该物质的亲代身上表现出来；而

13、当靶细胞为生殖细胞时，其影响就有可能遗传到子代。体细胞突变的后果最受注意的是致癌问题；其次，胚胎体细胞突变可能导致畸胎，。2致突变的评价检测外来化学物的致突变性一般通过致突变实验来进行，其目的主要是预测其对哺乳动物和人的致癌性；预测其对人体的遗传危害性。2.1鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验。又称ames试验，是检测受试物诱发鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型突变株(his-)回复突变成野生型(his+)的能力。2.2微核试验。经致突变物作用后，染色体无着丝点断片或因纺锤体受损伤而丢失的整个染色体在细胞分裂的后期仍留在子细胞的胞质内，成为一个或几个规则的次核，称为微核。微核试验既能检出断裂剂又能检出有丝

14、分裂毒物。常用啮齿类动物骨髓嗜多染红细胞(pce)微核试验。2.3精子畸形试验。精子畸形主要是指精子形态的异常。三、致畸试验外源性化学物质与机体接触后，通过母体作用于胚胎，而引起胎儿出生时某种器官形态结构异常的现象称为致畸作用。致畸作用往往是一种不可逆过程。1致畸的机理很多因素可以引起胚胎畸形，如辐射、某些病毒感染，但最主要的是化学因素。人类对外源化学物致畸作用的认识和研究已有30年以上历史，但其确切的机理还没有完全阐明。1.1致畸物的细胞毒性作用。由于致畸物对细胞复制、转录和翻译或细胞分裂等过程的干扰，影响细胞的增殖，引起某些组织细胞死亡，因此在出生时形成畸形。1.2细胞分化过程的某一特定阶

15、段、步骤或环节受到干扰。1.3对母体及胎盘稳态的干扰。2致畸作用的评价在受孕动物的胚胎着床后并已开始进入细胞及器官分化时，投给受试物，可检出该物质对胚胎是否具有致畸作用。2.1动物的选择。可选用两种哺乳动物，一般首先考虑大鼠，此外为小鼠或家兔。2.2剂量分组。正式试验时至少设4个剂量组(一个为空白对照，3个试验组)，原则上，最高剂量组的剂量一般不超过ld50的1/51/3，应能引起母体轻度中毒(进食量减少、体重减轻、死亡不超过10%)，最低剂量组可为ld50的11001/30，不应观察到任何中毒症状，中间剂量组的剂量应与高剂量和低剂量成等比级数关系。2.3动物的交配处理。将性成熟的雌、雄大鼠按

16、雌雄11或21的比例同笼交配。 2.4胎仔检查。畸形检查只限活产胎仔。2.5结果评定。结果应能得出受试物是否有母体毒性和胚胎毒性、致畸性，最好能得出最小致畸剂量。在我国生产和销售的一切食品原料和产品都须经致畸性评价。 四、亚慢性毒性试验亚慢性毒性是指实验动物连续多日接触较大剂量的外来化合物所出现的中毒效应。亚慢性毒性试验的目的主要是进行30 d或90 d喂养试验，观察较长期喂养受试物对动物的毒性作用、作用的性质和靶器官，并确定最大无作用剂量；了解受试物对动物繁殖及对子代的致畸作用；为慢性毒性和致癌试验的剂量选择提供依据；为评价受试物能否应用于食品提供依据。适用于食品添加剂、食品包装材料、饮料、

17、微量元素、新食品资源等。1试验动物首先要考虑对受试物敏感的动物，同时要与急性毒性试验选用的动物一致。最常用的有大鼠、小鼠、狗和家兔。一般要求啮齿类和非啮齿类的动物各选一种。啮齿类动物首选大鼠，非啮齿类动物是狗或灵长类。 2试验分组及剂量选择一般设34个剂量组，1个对照组。实际工作中常以急性毒性的阈剂量为最高剂量，或以受试物ld50值的1/101/5为最高剂量。最低剂量组的动物应不出现毒性反应。 3观察指标3.1体重测量。一般来说，实验开始的第13个月，每周称量一次体重，以后可每24周称量一次。动物的体重在一天内不同时间有一定差异，一般选在上午同一时间内称重。 3.2水和食物摄入量的观测。 3.

18、3生物化学指标的观测。主要指血象和肝、肾功能的观测。3.4病理检查。主要指大体解剖和组织病理学检查。五、繁殖试验凡受试物能引起生殖机能障碍，干扰配子的形成或使生殖细胞受损，其结果除可影响受精卵或孕卵的着床而导致不孕外，还可影响胚胎的发生及胎儿的发育，如自然流产、胎儿发育迟缓和畸形，繁殖试验的实验动物为健康刚断乳（4周龄）大鼠。受试物对母体的毒作用则可能出现妊娠、分娩和乳汁分泌的异常以及胎仔生后发育的异常。 通过对实验动物繁殖过程的观察，来评价外源性化学物质对动物性腺功能、交配、受精能力、分娩、授乳以及后代发育等繁殖功能有无损害作用。1剂量分组设对照组、低剂量组(可按最大无作用剂量的1/30或可

19、能摄入量的100倍)、高剂量组(为最大耐受量或有胚胎毒性的阈剂量)3个剂量组。用掺入法(饲料或饮水)喂养。亲代和子代均接受相同的剂量、饲料和饮水。2观察指标一般健康状况、体重、进食量、死亡情况、受孕率、妊娠率、出生存活率、哺乳存活率(4 d、21 d)、产仔总数、宫重及平均仔重。六、慢性毒性试验慢性毒性是指外源化学物长时间(大于1/10生命期)少量反复作用于机体后所引起的损害作用。慢性毒性试验（亦称长期毒性试验）研究受试动物长时间少量反复接触受试物后，所致损害作用的试验。所谓长期是指实验动物整个生命期的大部分或终生，有时可包括几代的试验。试验目的是确定机体长期接触受试物造成机体受损害的最小作用

20、剂量(阈剂量)和对机体无害的最大无作用剂量，为制定受试物对人类接触安全限量标准如最大容许浓度、每日容许摄入量等提供毒理学依据。慢性毒性试验使用大鼠或小鼠时，一般要求接触12年。1试验设计慢性毒性试验使用大鼠或小鼠时，一般要求接触12年。一般设45个剂量组。剂量选择，依据亚慢性毒作用的1/5阈剂量为慢性毒性试验的最高剂量，以亚慢性毒性作用的1/501/10阈剂量为预计慢性阈剂量，以其1/100为最低剂量，在最高剂量与预计慢性阈剂量之间再加12个剂量组。 2观察指标包括体重、食物摄取、临床症状、行为、血象和血液化学、尿的性状及生化成分，重点观察在亚慢性毒性试验中已经显现的阳性指标。七、致癌作用wh

21、o指出, 人类癌症90%与环境因素有关，其中主要是化学因素。有些致癌物可以不经过代谢活化即具有活性，称为直接致癌物，这类物质绝大多数是合成的有机物，如亚胺类；而大多数致癌物必须经代谢活化才具有致癌活性，称为间接致癌物。多数化学致癌物具有遗传毒性。实验动物：一般用雌、雄两性断乳大鼠或小鼠，对活性不明的受试物，则采用两种性别的啮齿类和非啮齿类动物，最大限度地控制实验动物的自然肿瘤发生率。 1影响致癌的因素幼仔对某些致癌物比年龄较大者易感，如多环芳烃类在新生大鼠或小鼠能很快诱发肝脏肿瘤，但对初成年者则不易诱发；黄曲霉毒素b1可对新生小鼠诱发肝脏肿瘤，对断奶小鼠则不能诱发。因此肿瘤的发生与年龄也有密切

22、的关系。2致癌性的评定致癌试验是检测受试物是否用有诱发肿瘤形成能力的试验，分为体外试验、短期致癌试验和长期致癌试验3类。致癌试验通常采用的方法如表8-6所示：表8-6致癌试验常用方法致 体外试验：哺乳动物细胞恶性转化试验癌 啮齿动物肝转化灶诱发试验试 短期致癌试验 小鼠肺肿瘤诱发试验验 小鼠皮肤瘤诱发试验sd雌性大鼠乳腺癌诱发试验长期致癌试验：哺乳动物(通常用大鼠或小鼠)终身致癌试验试验结果的观察和评定：主要观察指标有肿瘤发生率、多发性和潜伏期。八、食品安全性毒理学评价程序根据国家标准gb 15193.1-2003食品安全性毒理学评价程序要求：1食品安全性毒理试验的阶段和内容我国将食品安全性的

23、毒理学评价分为4个阶段：第一阶段：急性毒性试验。考察经口急性毒性：ld50，联合急性毒性。第二阶段：遗传毒性试验，传统致畸试验，短期喂养试验(30 d喂养试验)。鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验(ames试验)为遗传毒性试验的首选项目，必要时可另选和加选其他试验。 如受试物需进行第三、四阶段毒性试验，则可不进行30 d喂养试验。 第三阶段：亚慢性毒性试验：90 d喂养试验、繁殖试验、代谢试验。 第四阶段：慢性毒性实验(包括致癌试验)。2不同受试物选择毒性试验的原则2.1我国创新的物质。一般要求进行4个阶段的试验。特别是对其中化学结构提示有慢性毒性、遗传毒性或致癌性可能，或产量大、使用范围广

24、、摄入机会多的物质，必须进行全部4个阶段的毒性试验。2.2已知经过安全性评价并允许使用物质的化学结构基本相同的衍生物或类似物。则根据第一、二、三阶段毒性试验结果，判断是否需进行第四阶段的毒性试验。2.3已知的化学物质、who已公布adi值者，同时又有资料证明我国产品的质量规格与国外产品一致的物质。则可先进行第一、二阶段毒性试验，若试验结果与国外产品的结果一致，一般不要求进行进一步的毒性试验，否则应进行第三阶段毒性试验。2.4香料和其他食品添加剂。对于与香料，凡属who已建议批准使用或已制定adi者，以及香料生产者协会(fema)、欧洲理事会(coe)和国际香料工业组织(iofi)四个国际组织中的两个