第六章食品加工过程中的有毒产物

第六章食品加工过程中的有毒产物1.多环芳烃2.杂环胺3.丙烯酰胺4.反式脂肪酸多环芳烃p264

(PolycyclicAromaticHydrocarbons，PAH，)多环芳烃是结合在一起的芳香环，不含有杂环和取代基。多环芳烃来自于油、煤和沥青,是燃料燃烧时产生的副产物。肉类烧烤时碳水化合物的热分解产物。p314Someofthemhavebeenidentifiedascarcinogenic（致癌）,mutagenic（致突变）,andteratogenic（致畸）。p265CarcinogenicActivationC10:carboniumion（卡宾离子）,PAH-DNAadduct2.杂环胺

（HeterocyclicAmine，HAs）杂环胺是在高调某些肉类时形成的。肌肉：牛肉、猪肉、家禽、鱼高温：烧烤、油炸、煎杂环胺是氨基酸和肌酸在高应生成。杂环胺具有致癌性四个因素影响杂环胺的生成A:typeoffood,B:cookingmethod,C:temperature,D:time.杂环胺的形成机现生物转化(Biotransformation)暴露量评估（ExposureAmount）EstimatesofheterocyclicamineintakeintheUSpopulationPhIPwasfoundtoprise∼70%ofUSmeandietaryintakeoftotalHAs,withpan-fryingandchickenbeingthesinglecookingmethodandmeattypecontributingthegreatesttototalestimatedHAexposures.Thisanalysisdemonstratedsignificantlyhigherconcentrationsingrilled/barbecuedmeatsthaninothercookedmeats.African-Americanmales

wereestimatedtoconsumenearlytwofoldand∼35to40%morePhIP(andtotalHAs)thanwhitemalesatages<16and>30years,respectively.消除杂环胺危害的措施

（MeasuretominimizeHAshazard）Cookingmeatatrelativelylowtemperature.EatmoreponentstoreducePhIP-DNA.花椰菜

（Broccoli）黄酮类化合物

Flavonoids(apigenin,naringenin)Flor-Essence®HerbalTeaisawidelyconsumedherbaltonicinNorthAmericaandothersitesworld-wide.Theproductisamixtureofeightherbs.Chlorophyllin（铜叶绿素）3.Acrylamide（丙烯酰胺）Acrylamideisusedtomakepolymersforalltypesofwatertreatmentandthickening.Itisneurotoxic,genotoxic,aknowncarcinogeninanimals,andaprobablehumancarcinogen.InApril2002,Swedishresearchersanalyzingfoodswerefacedwithresultsthatwereunexpected,shocking,scientificallyunbelievable.Theywerefindinganindustrialchemical,acrylamide,inavarietyofheat-processedfoods.Testingindicatedthiswasnotacaseofenvironmentalcontamination,butrathertheresultofareactionprocessduringelevatedtemperatureexposureofponentsinthefoods.Theresultsoftheresearchwerereportedtoaratherskeptical（怀疑性的）scientificmunity.TheFoodandDrugAdministration,throughtheCenterforFoodSafetyandNutrition,quicklytestedtypicalU.S.foods.Theyconfirmedthepresenceofacrylamideandresearchgroupsaroundtheworldbegantodevelopevidenceonthemechanismofformationandwhichfoodsweremostsusceptible（响的）.

Howdoesacrylamideforminfood?MottramDS,Sept.,2002.NatureAcrylamideformsfromsugarsandanaminoacid(asparagine，天冬酰胺)duringcertaintypesofhigh-temperature(185℃)cooking,suchasfrying,roasting,andbaking.AcrylamidetoGlycidamide（环氧丙酰胺）invivoHowtoreduceacrylamideamount?RemovereactantsDisruptreactionRemoveacrylamideafterformation----------generalapproachhasbeentoalterIngredientsProcessingconditionsEquipmentImpactofvariousparameterstested:Blanching,steamtreatmentMoisturecontrolFryingtemperature/time&typeoffryerImpactoffat(fryingoil)pHAdditionofasparaginase(天冬酰胺酶)–eliminatesasparagine(天冬酰胺)andlowersacrylamidelevelsAcrylamidereductionwithNovozyme’sasparaginaseinFrenchfriesExposureassessmentAcrylamideContentofChineseFoodsCategoryµg/kgAverageMeanCerealsND-96185481Fruit&vegProductsND-45556227Potatochips&crisps17-5,8231,3522,919MeatproductsND-376126188Eggproducts156-260218208AquaticproductsND-661191330MilkproductsND-231011AcrylamideContentofChineseFoods(CourtesyofProf.HuXiaosongandFangChen,ChinaAgric.Univ.)Categoryµg/kgAverageMeanSoybeanproductsND-1033451Nuts39-447175243MilkteawcoffeeND-24695123Tea&teadrinksND-650282325Fungus&algafood<10-5952472974.反式脂肪酸（TransFattyAcid,TFA）氢化油1919年，一个法国化学家发现液态的油在加压加热的条件下可以转化为固态的脂，可制备出可塑性好的类奶油。在1952年之前油脂的氢化没有受到任何的控制，其加工制作是在20，000lb的不锈钢罐中进行的。1952年Martin和Synge发明了分部层析并获得诺贝尔奖，随后JamesandMartin应用分部气相色谱分析了人造奶油，发现油脂氢化时其双键发生了的转变并生成了一系列的几何异构体，他将这些异构体命名为反式脂肪酸。Figure1.

Trans-isomersoffattyacids.毒理学反式脂肪酸像饱和脂肪酸一样可以增加低密度脂蛋白含量，降低高密度脂蛋白的含量，从面导致冠心病产生。必需脂肪酸在体内转化生成多不饱和脂肪酸，这种转化产物对神经系统和视力发育是必需的，反式脂肪酸则可与这些转化反应的酶系发生竞争。当必需脂肪酸吸收少时，如果反式脂肪酸吸收多则会影响实验动物对必需脂肪酸的代谢。毒理学必需脂肪酸

在正常情况下很少缺乏，但新生儿特别是早产儿容这种状况，这时如果母乳中反式脂肪酸含量高则直接影响婴儿体内的必需脂肪酸含量。MorrisMC(2004年)的研究则表明饱和脂肪酸和反式脂肪酸的过量食用会导致老人认知能力的下降。

毒性机理反式脂肪酸具有锯齿状的线性结构使得分子之间可以紧密结合，即使在37℃也可以形成半固体状态，因此会影响血液的流动性；反式脂肪酸也可以作为构造原料进入细胞膜，使细胞膜僵化并限制了其渗透性。顺式脂肪酸则表现出弯曲的外形，双键越多，弯曲得越多，因此其凝固常低于0℃，它们相互结合进入细胞膜可以增加膜的流动性有利于细胞功能的发挥。

反式脂肪酸的食物来源根据英国食品科技学会（ESTI）提供的资料，消费者摄取的反式脂肪酸有35.5%来自氢化油脂、16.5%来自饼干和糕点、8%来自炸署条和风味派等，此外天然来源的有18.8%来自牛奶和奶酪，5.9%来自黄油，0.9%来自鸡蛋，10.3%来自肉类及肉制品。各国的立法管理2003年7月11日，美国食品与药物管理局（FDA）公布从2006年1月1日起，必须在食品的营养标签上标明反式脂肪酸的含量。2004年4月FDA咨询委员会建议反式脂肪酸的摄取水平应低于能量的1%（2克/天.2000卡膳食）。2003年3月，丹麦食品管理局立法从2003年6月1日开始食品中每100克油脂中反式脂肪酸的含量应低于2克。加拿大健康与心脏疾病基金会也正致力于将其含量降到最低，2004年11月。英国食品科学技术协会通过其公众事务和技术立法委员会批准以下声明：“反式脂肪酸会升高LDL含量、增加患冠心病的风险，应减少从脂肪包括饱和脂肪酸中摄取能量；生产商应减少氢化油脂的使用，在这方面已经有进步，英国的消费量一直都在下降”。反式脂肪酸的形成大多数植物油都含有亚油酸或亚麻酸，亚油酸含有二个双键，亚麻酸含有三个双键，均为顺式结构，加热会改变其分子的几何形状，这种改变与加热的时间有关。油脂的氢化通常是以黄豆、玉米、菜仔、花生、葵花仔、棕榈提取的植物油为原料以镍（Ni）作催化剂、在130-200℃,0.5-4大气压的条件下进行的，在这一条件下可产生高达45%的反式脂肪酸。在油脂脱臭时也会产生反式脂肪酸，其含量与加热的时间有关。目前美英人造奶油中反式脂肪酸的含量在11%-39%之间。氢化油或人造奶油广泛用于食品加工，因为它不但能够延长保质期，还会增加食物的可口程度，与天然奶油相比可谓价廉物美。人造黄油、方便面、方便汤、快餐、冷冻食品、烘焙食物、薯片、炸薯条、早餐麦片、巧克力及各种糖果、沙拉酱等食品中，反式脂肪酸的含量都比较高。如何降低反式脂肪酸？酶促酯交换生产人造奶油。酯交换制造人造奶油的原理是利用交酯化把短链脂肪酸的熔化性能和长链脂肪酸坚挺性