食品生物化学蛋白质.ppt

1、,第4章 蛋白质Proteins,主要内容,4.1. 概述 4.2. 氨基酸的物理化学性质 4.3. 蛋白质分子构 象 4.4. 蛋白质的变性 4.5. 蛋白质的功能性质 4.6. 蛋白质的营养性质 4.7. 在食品加工中蛋白质的变化 4.8. 蛋白质的测定,4.1. 概述,蛋白质是食品中三大营养素之一,蛋白质对食品的色、香、味及组织结构等具有重要意义,一些蛋白质具有生物活功能，是开发功能性食品原料之一,4.1.1. 蛋白质在食品加工中的意义,分子量：一万到一百万道顿（Dalton)之间或更大。,测定方法,渗透压法,超离心法,凝胶过滤法,聚丙烯酰胺凝胶电泳法,4.1.2. 蛋白质的分子量及其测

2、定方法,C：50-55%,H：6-8%,O：20-23%,S：0-4%,N：15-18%,微量元素：P、Fe、Zn、Cu、I 等,4.1.3. 蛋白质的元素 组成,按分子形状分,球状蛋白质,纤维状蛋白质,按分子组成分,简单蛋白质,结合蛋白质,按蛋白质的溶解度分,清蛋白,球蛋白,谷蛋白,醇溶蛋白,4.1.4. 蛋白质的分类,动物中蛋白质；如猪肉、鱼肉、鸡肉、乳,植物中蛋白质：如大豆、谷物,微生物中蛋白质：酵母,4.1.5. 食品中蛋白质来源,返回,4.2. 氨基酸的物理化学性质 Physicochemical Properties of Amino Acids,1、结构,4.2.1. 氨基酸的一

3、般性质 General Properties of Amino Acids,按R的极性分类,非极性氨基酸：Ala,Ile,Leu,Phe,Met,Trp,Val,Pro,极性氨基酸,无电荷侧链氨基酸:Ser,Thr,Tyr,Asn,Gln,Cys,Gly,带正电荷侧链氨基酸:Lys,Arg,His,带负电荷侧链氨基酸:Asp,Glu,2、分类,3、氨基酸在水中的溶解度,氨基酸在pH=7时水中存在形式,不是,4、氨基酸的酸碱性质,氨基酸是酸,氨基酸是碱,+ H+,+ H+,是指氨基酸在溶液中净电荷为零时的pH值,氨基酸的等点估算,当用酸滴定时,5、氨基酸的等电点,同理可算当用碱滴定时,但R侧链带

4、电荷不同时，估算方法不同,酸性氨基酸,碱性氨基酸,6、氨基酸的疏水性 Hydrophobic properties of AA,疏水性概念,Hydrophobic is the excess free energy of a solute dissolved in water compared to that in an organic solvent under similar conditions.,氨基酸的疏水性,是指氨基酸从乙醇转移至水中的自由能变化G,G0=-RTlnS乙醇/S水,S乙醇-氨基酸在乙醇中的溶解度,S水-氨基酸在水中的溶解度,氨基酸具有旋光性（除甘氨酸,立体异构体：L、

5、D型，天然只存在L型异构体, =210nm,氨基酸都有吸收峰, =278nm,色氨酸都有最大吸收峰, =274.5nm,酪氨酸都有最大吸收峰, =260.0nm,苯丙氨酸都有最大吸收峰,7、氨基酸的光学性质及光谱,与茚三酮反应,与邻苯二甲醛反应,8、氨基酸的化学反应,返回,4.3. 蛋白质分子构象 The Conformation of Proteins,蛋白质分子构象,是指蛋白质分子中所有原子在三维空间中的排布,蛋白质结构层次,一级结构 Primary Structure,二级结构 Secondary Structure,超二级结构 Supersecondary Structure,结构域

6、Domain,三级结构 Tertiary Structure,四级结构 Quaternary Structure,4.3.1. 概述,构型：,构象：,在立体异构体中，取代原子或基团在空间的取向,当单链旋转时，分子中的基团或原子可能形成不同的空间排布，这些不同的空间排列称为不同的构象。,构象与构型的区别,第一阶段：1959年以前,提出,蛋白质立体化学原理,-螺旋模型,1951年 Pauling 和Gorey,奠定了蛋白质空间结构研究理论基础,蛋白质分子构象研究进展,第二阶段：1959年以后,Kendrew,采用X-射线 结构分析法,揭示了肌红蛋白的二、 三级结构,分析方法的应用：,中子衍射、二维

7、核磁共振法、圆二色法、激光拉曼光谱法等,首次证实了-螺旋 在蛋白质中存在,概念,是指氨基酸通过共价键即肽键连接而成的线性序列。,肽键的结构,4.3.2 蛋白质分子一级结构,+,肽键不同于C-N单键和C=N双键；,肽键具有部分单键性质同时又有双键性质；,肽键不能自由旋转；,肽单位平面有一定的键长和键角。,肽单位是刚性平面结构；,肽单位结特征,是指由多肽链上主链骨架中各个肽段所形成的规则或无规则的构象。,二级结构类型,螺旋结构, -折叠股和 -折叠片,回折, -发夹和 环,三股螺旋,无规卷曲,概念,4.3.3 蛋白质分子的二级结构,是指多肽链主链骨架围绕一个轴一圈一圈地上升，从而形成一个螺旋式的构

8、象。,螺旋结构,按每一圈AA残基数分,-系螺旋,-系螺旋,非整螺旋,右手螺旋,左手螺旋,整数螺旋,按螺旋旋转方向分,按氢键形成方式分,螺旋结构的种类,特征,每一圈包含3.6个残基，螺距0.54nm, 残基高0.15nm,螺距半径0.23nm;,每一个 角为-57，每一个 角为-47；,相邻螺旋之间形成链内氢键；,氢键的取向与螺轴几乎平行。,-螺旋,在多肽链上，连续存在带相同电荷基团的AA残基，则-螺旋不稳定,当Gly残基在多肽链上连续存在时，则-螺旋不能形成,Pro残基和羟脯氨基酸残基存在时，则不能形成-螺旋结构,侧链R对 -螺旋的影响,每一圈含有三个氨基酸残基；, =-49, =-26,不稳

9、定 。,残基高度为0.2nm ，螺旋半径为0.19nm；,310-螺旋, -折叠股,是一种较伸展的锯齿形的主链构象。 =-120+45，=+130+30, -折叠股和 -折叠片, -折叠片,回折,指含螺旋、弯曲和折叠或无规卷曲等二级结构的蛋白质，其线性多肽链进一步折叠成为紧密结构时的三维空间排列,概念,4.3.4 三级结构,肌红蛋白的三级结构,蛋白质结构稳定,疏水相互作用,氢键,范德华引力,静电相互作用,二硫键,稳定三级结构的作用力,蛋白质亚基：是一条多肽链,寡聚蛋白质：由少数亚基聚合而成的蛋白质,多聚蛋白质：由几十个，甚至上千个亚基聚合而成的 蛋白质。,蛋白质分子的四级结构,是指寡聚蛋白质中

10、的种类、数目、空间排布 以及亚基之间的相互作用。,四级结构的广义定义：,由相同或不同球蛋白分子所构成的聚合体,四级结构的狭义定义：,返回,4.4. 蛋白质的变性 Protein Denaturation,在体内条件下，具有呈现全部生物功能所需要的精确构象的蛋白质变 性的现象。,5.4.2 蛋白质变性的概念,由于外界因素的作用，使天然蛋白质分子的构象发生了异常变化，从而导致生物活性的丧失以及物理、化学性质的异常变化，不包括一级结构上肽键的断裂。,4.4.1 天然蛋白质的概念,物理性质的改变,凝集、沉淀,流动双折射,粘度增加,旋光值改变,紫外、荧光光谱发生变化,化学性质的改变,酶水解速度增加,分子

11、内部基团暴露,生物性能的改变,抗原性改变,生物功能丧失,4.4.3.蛋白质变性现象,除去变性因素之后，在适当的条件下蛋白质构象可以由变性态恢复到天然态。,5.4.5 不可逆变性,除去变性因素之后，在适当的条件下蛋白质构象由变性态不能恢复到天然态。,4.4.4 可逆变性,测定蛋白质的比活性,以天然蛋白质作对照，测定蛋白质物理性质的变化。,测定蛋白质化学性质的变化,观察蛋白质的溶解度变化,测定蛋白质的抗原性是否改变,4.4.6 蛋白质变性测定方法,温度 机械处理 液压 辐射 界面 酸碱 尿素和盐酸胍 表面活性剂 有机溶剂 盐,4.4.7 影响蛋白质变性的因素,返回,4.5. 蛋白质功能性质 Fun

12、ctional Properties of Proteins,其他成分,蛋白质,相互作用,食品色泽,食品风味,食品外形,食品质构,糖,脂肪,构成,食品品质,贡献多大？,在食品加工、保藏、制备和消费期间影响蛋白质在食品体系中的性能的哪些蛋白质的物理和化学性质。,4.5.1蛋白质的功能性质概念,4.5.2食品蛋白质在食品体系中的功能作用,吃,嫩,弹性,？,概念,蛋白质分子中带电基团、主链肽基团、Asn、Gln的酰胺基、Ser、Thr和非极性残基团与水分子相互结合的性质。,4.5.3.蛋白质的水合性质 Properties Hydration of Proteins,氨基酸残基的水合能力,当干蛋白质

13、粉与相对湿亚为90%-95%的水蒸汽达到平衡时每克蛋白质所结合的水的克数。,蛋白质结合水的能力,蛋白质水合过程,各种蛋白质的水合能力,蛋白质结合水,温度,pH,盐的种类,离子强度,影响蛋白质结合水的环境因素,蛋白质-蛋白质,+,溶剂-溶剂,蛋白质-溶剂,实 质,疏水相 互作用,离子相 互作用,蛋白质的溶解度大小,+,4.5.4 溶解度,氨基酸残基平均 疏水性的大小,电荷频率高低,蛋白质溶解度,决定,决定,Bigelow的蛋白质溶解度理论,pH和溶解度,离子强度和溶解度,盐离子与蛋白质相互作用,T40,温 度 升 高,溶解度增大,T40,温 度 升 高,溶解度减少,温度和溶解度,概念:,是指蛋白

14、质能自发地适移至汽-水界面 或油-水界面的性质。,能否快速地克附至界面 能否快速地展开并在界上面再定向 能否形成经受热和机械运动的膜,具有界面性质的蛋白质必要条件,4.5.5 蛋白质的界面性质 Interfacial properties of proteins,影响蛋白质界面性质的因素,测定乳化性质的方法,乳化稳定性,液滴大小分布,乳化活力,乳化能力,乳化性质Emulsifying Properties,Counlter计数器,光学显微镜法,电子显微镜法,光散射法,测定乳状液滴大小方法,是指克附乳状液油-水界面上的蛋白质质量。,是指在乳状液相转变前每克蛋白质所能乳化的油的体积。,乳化能力,蛋

15、白质的载量,乳油层体积 Es=-100% 乳状液总体积,乳状液稳定性,蛋白质的溶解度 pH=PI 溶解度减少时，降低其乳化作用 pH=PI 溶解度增加，增加其他乳化作用 血清清蛋白、明胶、蛋清蛋白在pH=PI，具有较高的溶解度，此时，乳化作用增加。 与蛋白质表面疏水性存在续正相关。 适当热诱导蛋白质变性，可增强其乳化作用。,影响蛋白质乳化作用的因素,蛋白质的起泡性质 是指它汽-液界面形成坚韧的薄膜使大量气泡并入和稳定的能力。,起泡性 Foaning Properties,泡沫体积-起始液体的体积 膨胀率=-100% 起始液体的体积,并入气体的体积 膨胀力=-100% 液体的体积,蛋白质的起泡力

16、 是指蛋白质能产生的界面面积的量,不同蛋白质溶液的起泡力,必须快速地吸附至气-水界面 必须易在界面上展开和重排 必须在界面上形成一层粘合性膜,蛋白质作为起泡剂的必要条件,蛋白质分子的性质与起泡性的关系,pH 盐 糖 脂 蛋白质浓度 温度,影响蛋白质起泡性质的环境因素,蛋白质,风味,蛋白质-风味,+,有 利,良好风味载体,不 有 利,与不良风味结合,4.5.6. 与风味物质结合,干蛋白粉 范德华力 氢键 静电 物理截留,蛋白质与风味之间的相互作用,非极性配位体与蛋白质表面的疏水性小区相互作用 通过氢键相互作用 静电相互作用 醛类化合物通过共价键结合至赖氨酸残基上,液态或高水分食品中蛋白质,温度

17、盐 pH 化学改性,影响蛋白质与风味结合的因素,蛋白质溶液流体特征 假塑性流体 r=mr.n,蛋白质切变稀释的原因,分子朝着流动方向逐渐取向，使磨擦阻力减少。 蛋白质的水合范围沿着流动方向形变。 氢键和其他续键的断裂导致蛋白质聚集体或网络结构的解离。,4.5.7. 粘度,蛋白质被分散的分子或颗粒的表观直径。 蛋白质-溶剂的相互作用。 蛋白质-蛋白质相互作用。,影响蛋白质流体粘度特性因素,凝胶化作用概念 是指变性的蛋白质分子聚集并形成有序的蛋白质网络结构过程。,凝胶化作用机制 溶胶状态-似凝胶状态-有序的网络结构状态,4.5.8. 凝胶化作用 （Gelation),氢键 疏水相互作用 静电相互作

18、用 金属离子的交联相互作用 二硫键,凝胶化的相互作用,溶液的pH 蛋白质的浓度 金属离子,蛋白质凝胶化作用在食品加工中的应用,果冻 豆腐 香肠 重组肉制品,影响蛋白质凝胶化作用的因素,返回,4.6. 蛋白质的营养性质,大豆,火腿肠,含有丰富的蛋白质,谁最好？,消化率 是人体从食品蛋白质吸收的氮占摄入的氮的比例。,氨基酸的组成：Lys、Thr、Trp 是限制性AA.,4.6.1.判断蛋白质的质量,蛋白质的构象 抗营养因子 加工条件,5.6.3. 蛋白质营养价值的评价方法,生物方法 化学方法 酶和微生物方法,4.6.2 影响食品消化率的因素,返回,4.7.在食品加工中蛋白质的物理、 化学和营养变化

19、,蛋白质的一些功能性质发生变化 破坏食品组织中酶有利食品的品质 促进蛋白质消化 破坏抗营养因子 引起氨基酸脱硫胱酰胺异构化 有氧存在时加热处理，色氨酸部分受到破坏 T200，碱性条件下，色氨酸发生异构化 剧烈热处理引起蛋白质生成环状衍生物,4.7.1. 加热处理对蛋白质的影响,DHA与赖氨酸、鸟氨酸、半胱氨酸形成交联,4.7.2. 加工时蛋白质之间相互作用,PH + LOO P + LOOH 天然蛋白质 脂类自由基 脂类过氧化物 形成的蛋白质自由基P，随后发生多肽链聚合等 P+ PP-P,赖氨酸、谷氨酰胺与天冬胱胺形成共价交联r辐射引起蛋白质发生聚合H2O2引起酪氨酸发生氧化性交联,食品常用氧

20、化剂 H2O2 过氧苯甲酰 次氯酸钠,4.7.3. 蛋白质与氧化剂之间的相互作用,半胱氨酸的氧化,蛋氨酸的氧化,色氨酸的氧化,返回,第八章 嫌忌成分,肖诗明,第一节 概述 第二节 植物性食物中的毒物 第三节 动物性食物中的毒物 第四节 变应性食物 第五节 微生物毒素 第六节 加工及环境污染所至的食物中的嫌忌成分,8.1 概述,在食品中为什么存在着有毒物质？一种解释是，动植物在长期的进化过程中为了防止昆虫、微生物、人类等的危害，这是保护自己的一种手段。如茄碱。茄碱是马铃薯中的一种生物碱，它是一种很好的天然农药，在马铃薯中残存可以防止马铃薯甲虫、叶跳虫和其他马铃薯害虫，有利于其物种生存。另外一种解

21、释是，这种有毒物质可能是正常植物在代谢作用中产生的废物，或是代谢产物，这种化合物的产生对植物本身有利，而对哺乳动物有害。,天然有毒物质的中毒条件,因食物中天然有毒物质而引起的中毒，可能有以下几种原因： 1. 遗传原因 食物成分和食用量都正常，因遗传原因而引起症状。如牛奶，对绝大多数人来说是营养丰富的食品，但有些人由于先天缺乏乳糖酶，不能将牛奶中的乳糖分解为葡萄糖和半乳糖，因而不能吸收利用，而且饮用牛奶后还会发生腹胀、腹泻等症状。,表4-3 食品中的过敏原,2. 过敏反应 食物成分和食用量都正常，因过敏反应而发生症状，如一些日常食而无害的食品，有些人食用后因体质敏感而引起局部或全身症状时，称食物

22、过敏。引起过敏的食物称过敏原食物。,3. 食用量过大 食品的成分正常，但食用量过大也会引起各种症状。例如，荔枝是我国的著名水果，连续多日大量吃鲜荔枝，可引起“荔枝病”，发病时有饥饿感、头晕、心悸、无力、出冷汗，甚至死亡。有人发现荔枝含有一种可降低血糖的物质，即-次甲基环丙基甘氨酸，所以，“荔枝病”的实质是低血糖症。,4. 食物成分不正常 在丰富的自然资源中有许多含有有毒物质的动物、植物和微生物，如河豚鱼、鲜黄花菜、毒蘑茹等，少量食用亦可引起相应的中毒症状。 食品中外源化学物根据其来源分为天然物（植物和动物）、衍生物、污染物、添加剂四大类。,返回,第二节：植物性食物中的毒物,植物性毒素是指植物体

23、本身产生的对食用者有毒害作用的成分，不包括那些污染的和吸收入植物体内的外源化合物，如农药残留和重金属污染物等。,我国幅员辽阔，地理成分复杂，植物种类丰富，有毒植物的种类也很多。据陈冀胜等（1987）研究指出，我国有毒植物约有1300种，分别属于140个科。,粮食作物、油料作物、蔬菜、水果等食用植物都包括一些可能引起中毒的植物，但引起中毒的情况有所不同，一般可分成以下几类： （一）非食用部位有毒 如杏、苹果、樱桃、桃、李、梨等，其种仁、叶、花芽、树皮等含氰甙。 （二）在某个特定的发育期有毒 麦类、玉米等粮食作物在幼苗期含氰甙；未成熟蚕豆、发芽马铃薯都含有有毒成分。 （三）其有毒成分经加工可去除

24、菜豆、小刀豆等含有血球凝集素等物质，经煮沸可除去毒性。 （四）含有微量有毒成分，食用量过大时引起中毒,一、有毒植物蛋白及氨基酸,（一）、凝集素及酶抑制剂 1.外源凝集素（Lectins） 又称植物性血细胞凝集素（Hemagglu-tinins），是植物合成的一类对红细胞有凝聚作用的糖蛋白。外源凝集素可专一性结合碳水化合物。当外源凝集素结合人肠道上皮细胞的碳水化合物时，可造成消化道对营养成分吸收能力的下降。 外源凝集素广泛存在于800多种植物（主要是豆科植物）的种子和荚果中。其中有许多种是人类重要的食物原料，如大豆、菜豆、刀豆、豌豆、小扁豆、蚕豆和花生等。,2.消化酶抑制剂 许多植物的种子和荚果

25、中存在动物消化酶的抑制剂，如胰蛋白酶抑制剂（Trypsin inhibitor），胰凝乳蛋白酶抑制剂（Chrymotrypsin inhibitor）和-淀粉酶抑制剂（-Amylase inhibitor）。这类物质实质上是植物为繁衍后代，防止动物啃食的防御性物质。豆类和谷类是含有消化酶抑制剂最多的食物，其他如土豆、茄子、洋葱等也含有此类物质。 豆类中的胰蛋白酶抑制剂和-淀粉酶抑制剂是营养限制因子。用含有胰蛋白酶抑制剂的生大豆脱脂粉饲喂实验动物可造成其明显的生长停滞。,提示,中毒预防：干炒黄豆不能完全破坏其毒素，所以不能多食；未煮透的豆浆中含有毒素，煮豆浆起泡沫时，豆浆还未沸腾，毒素尚未被破坏

26、，要继续加热至泡沫消失、沸腾持续数分钟后方可食用。,（二）、毒肽,这类毒素可分为两小类：一类是含8个氨基酸的鹅膏毒素（Amatoxins），另一类是含7个氨基酸的鬼笔毒素(Phallotoxins)。 鹅膏毒环肽（Amanitins）直接侵犯细胞核，与RNA聚合酶II结合，导致RNA及蛋白合成停止，迅速损坏肠、肾和肝。糟糕的是这种损坏不可逆转，至今还无解毒剂可解。最糟糕的是，中毒症状在大量细胞被损坏后才出现，等出现中毒症状时，往往晚了。,含这类毒素最常见的毒蘑菇是鳞柄白毒鹅膏Amanita virosa和条纹毒鹅膏Amanita phalloides。前者也被称为“致命小天使（destroyi

27、ng angel）”，后者被称为“死亡菌盖（death cap）”。,毒鹅膏菌，又称绿帽菌、鬼笔鹅膏、蒜叶菌、高把菌、毒伞。,鹅膏毒素（Amatoxins）,鬼笔毒素(Phallotoxins),（三）、有毒氨基酸及衍生物,1.山黎豆毒素原,动物食用了山黧豆属的豆类都会引起山黧豆中毒性骨病，其病征为骨头畸形和骨关节脆弱。引起该病的山黧豆毒性物质为-L-谷氨酰丙腈 山黧豆中的活性物质,山黧豆中的活性物质,山黧豆中的活性物质,2. -氰基丙氨酸 存在蚕豆中，是一种神经毒素，能引起和山黧豆中毒相同的症状。 3. 刀豆氨酸 存在豆科植物的蝶形化亚科中的一种精氨酸的同系物。 4. L-3，4-二羟基苯丙

28、氨酸（DOPA） 是蚕豆病的主要病因，症状是急性溶血性贫血症。,图4-3 蚕豆中的活性物质,图4-3 蚕豆中的活性物质,二、毒苷,1、生氰糖苷 生氰糖苷（Cyanogentic glycosides）是由氰醇衍生物的羟基和D-葡萄糖缩合形成的糖苷，广泛存在于豆科、蔷薇科、稻科的10000余种植物中。生氰糖苷物质可水解生成高毒性的氰氢酸，从而对人体造成危害。,表4-2 含有生氰糖苷的食物及其中HCN的含量,图4-1 生氰糖苷产生氰氢酸的过程,2、硫苷致甲状腺肿原,甘蓝植物含有一些致甲状腺肿的物质（Goitrin）。这些物质的前体是黑芥子硫苷（Glucosinolates），黑芥子硫苷有100多种

29、，主要分布在甘蓝植物的种子中，含量约为25mg/g。该物质对昆虫、动物和人均具有某种毒性，是这类植物阻止动物啃食的防御性物质。,甘蓝属食品中抑制甲状腺功能的物质可分为两类致甲状腺肿大素和硫氰酸酯。致甲状腺肿大素（Goitrin）主要抑制甲状腺素的合成，硫氰酸酯和腈类化合物却抑制甲状腺对碘的吸收。5-乙烯基恶唑硫酮（OZT）是一种致甲状腺肿素，可使实验动物的甲状腺肿大和碘吸收水平的下降。,甲状腺激素的释放及浓度的变化对氧的消耗、心血管功能、胆固醇代谢、神经肌肉运动和大脑功能具有很重要的影响。甲状腺素缺乏会严重影响生长和发育。,提示,3、皂苷类,是一类分布广泛的苷类，由于溶于水能生成胶体溶液，搅拌

30、时会产生象飞舟一样的泡沫，因而称为皂苷或皂素。 （1）三萜烯类苷 （2）螺固醇类苷 （3）固醇生物碱类苷,三、毒酚及有机酸,（一）棉酚 给单胃动物饲喂未经脱毒处理的棉籽饼，可导致中毒发生。棉籽饼中毒的实质是棉酚及其衍生物中毒。棉酚在棉籽饼内以结合棉酚和游离棉酚两种形式存在，一般认为结合棉酚是无毒的。 棉籽饼的毒性与其加工工艺有很大的关系，冷榨棉籽饼的毒性大；而高温高压榨油法，使游离棉酚减少，降低棉籽饼的毒性，,四、血管及神经活性物质,（一）、血管活性胺类 许多动植物来源的食品中含有各种生物活性胺。肉和鱼类制品败坏后产生腐胺（Putrescine）和尸胺（Cadaverine），而某些植物如香蕉

31、和鳄梨本身含有天然的生物活性胺，如多巴胺（Dopamine）和酪胺（Tyramine）。,提示,外源血管活性胺对人的血压没有什么影响。因为它可被人体内的单胺氧化酶（MAO）和其他酶迅速代谢。MAO是一种广泛分布于动物体内的酶，它对作用于血管的活性胺水平起严格的调节作用。但是当MAO被抑制时，外源血管活性胺可使人出现严重的高血压反应，包括高血压发作和偏头痛，严重者可导致颅内出血和死亡。,图4-7 血管活性胺的结构,（二）、神经活性物质,1.龙葵碱糖苷 生物碱是一种含氮的有机化合物，在植物中至少有120多个属的植物含有生物碱。已知的生物碱有2000种以上。存在于食用植物中的主要是龙葵碱（Solan

32、ine）、秋水仙碱（Colchocine）及吡咯烷生物碱。,图4-5 胆甾烷类生物碱的结构 龙葵碱糖苷有较强的毒性，主要通过抑制胆碱酯酶的活性引起中毒反应。 马铃薯中的龙葵碱主要集中在其芽眼、表皮和绿色部分，食用了发芽和绿色的马铃薯可引起中毒，其病症为胃痛加剧，恶心和呕吐，呼吸困难、急促，伴随全身虚弱和衰竭，可导致死亡。,2.吡咯烷生物碱 吡咯烷生物碱（见图4-6）是存在于多种植物中的一类结构相似的物质。这些植物包括许多可食用的植物（如千里光属，猪尿豆属，天芥菜属）。,吡咯烷生物碱的结构,3.毒蝇碱 许多毒蘑菇含有使食用者出现幻觉甚至导致残废的神经毒素，其中最著名的是毒蝇蕈（Amanita m

33、uscaria）。 食用毒蝇蕈的个体的神经病学症状是变化的，症状通常是在摄入一小时左右时出现，产生与酒醉相似的症状，出现意识模糊、狂言谵语、手舞足蹈、视物体色泽变异幻觉屡现，并伴有恶心、呕吐。轻者数小时可恢复，重者可导致死亡。,图4-18 毒蝇蕈的结构,毒蝇菌,返回,一、贝类毒素 贝类是人类动物性蛋白质食品的来源之一。世界上可作食品的贝类约有28种，已知的大多数贝类均含有一定数量的有毒物质。只有在地中海和红海生长的贝类是已知无毒的。 实际上，贝类自身并不产生毒物，但是当它们通过食物链摄取海藻或与藻类共生时就变得是有毒的了，足以引起人类食物中毒。,第三节：动物性食物中的毒物,直接累及贝类使其变得

34、有毒的藻类包括原膝沟藻（Gonyaulax cafenella、G.acatnell、G.tamarensis）、涡鞭毛藻、裸甲藻及其他一些未知的海藻。这些海藻主要感染蚝、牡蛎、蛤、油蛤、扇贝、紫鲐贝和海扇等贝类软体动物。主要的贝类毒素包括麻痹性贝类毒素（Paralytic shellfish poison, PSP）和腹泻性贝类毒素（Diarrhetic shellfish poison，DSP）两类。,1.岩蛤毒素和膝沟藻毒素 “红藻”不仅可使所在海域的鱼类因缺氧而大面积死亡，而且也使鱼类吸入有毒藻体中毒而死亡。“红潮”导致的鱼类和贝类中毒主要是麻痹性贝类中毒（PSP），它目前已成为影响公

35、众健康的最严重的食物中毒现象之一。,岩蛤毒素（Saxitoxin） 的结构,二、鱼类的内源性毒素,河豚毒素（Tetrodotoxin）首先得之于河豚鱼（Futu rubripe），河豚鱼是味道极鲜美但含有剧毒的鱼类。河豚鱼在大多数沿海国家的沿海和大江河口均有分布，全球有200种，我国有70多种。 提示 由河豚中毒引起的死亡人数占由食物中毒引起的总死亡人数的60%70%。河豚毒素的毒性比氰化钠强1 000倍，如不经特殊加工手段，则中毒甚至死亡事件在所难免。,河豚毒素的结构,雌河豚卵巢和鱼卵中毒素的季节变化,表4-6 海洋动物的毒物类型,返回,一、 细胞松弛素（Phytoalexins）是植物对环

36、境应激反应产生的类似抗生素的物质。各种入侵的生物体，如细菌、病毒、真菌和线虫均可使植物产生细胞松弛素。植物在经受寒冷、紫外线照射、物理损害以及杀虫剂处理时也能诱导产生细胞松弛素。这些植物诱导产生的成分对动物具有潜在的毒性。许多植物次生代谢产物如异黄酮和萜类化合物具有细胞松弛素的杀菌活性。,第四节：变应性食物,二、类黄酮,类黄酮（Flavonoids）是植物重要的是一类次生代谢产物，它以结合态（黄酮苷）或自由态（黄酮苷元）形式存在于水果、蔬菜、豆类和茶叶等许多食源性植物中。槲皮素（Quercetin）是最典型的类黄酮，其在C3位羟基上结合糖分子即形成植物中普遍的成分芸香苷（芦丁）。柑橘属的多种水

37、果均含有大量的黄酮化合物，如橘红素（Tangeretin）和川陈皮素（Nobiletin）。大豆中含有一种异黄酮化合物大豆异黄酮。茶叶中的茶多酚是由没食子酸和类黄酮儿茶酚组成的。,类黄酮化合物的结构,返回,一、霉菌毒素,第五节：微生物毒素,真菌（Fungi）在新陈代谢过程中可产生大量化学结构各异的生物活性物质，许多这类物质对人和动物具有毒性，被称为真菌毒素。真菌毒素一般分为霉菌毒素（Mycotoxins）和蘑菇毒素（Mush-room toxins）两类。霉菌毒素通常是指丝状真菌产生的毒素。,霉菌菌落形态,（一）黄曲霉毒素,黄曲霉毒素是一类化学结构相似的二呋喃香豆素的衍生物，有10余种之多。根

38、据其在紫外光下可发出蓝色或绿色荧光的特性，分为黄曲霉毒素B1（AFB1）、黄曲霉毒素AFB2、黄曲霉毒素AFG1和黄曲霉毒素AFG2。其中以AFB1的毒性最强。,黄曲霉素的化学结构,从亚洲和非洲收集的食物样品的分析显示，黄曲霉毒素可存在于小麦、木薯、玉米、花生、豌豆、小米、芝麻、高梁、大豆和甘薯中。 黄曲霉培养照片, 急性毒性 黄曲霉毒素是一种毒性极强的化合物。黄曲霉毒素的急性中毒症状主要表现为呕吐、厌食、发热、黄疸和腹水等肝炎症状。 致突变性、致癌和致畸性 黄曲霉毒素是目前所知致癌性最强的化学物质。黄曲霉毒素不仅能诱导鱼类、禽类、各种实验动物、家畜和灵长类动物的实验肿瘤，而且其致癌强度也非常

39、大，并诱导多种癌症。,表4-13 我国黄曲霉毒素的最大允许量 单位：g/kg,黄曲霉毒素的脱毒方法,除控制仓储粮食的含水量，防止其发霉外，还可采用其他方法降低污染食物中的黄曲霉毒素含量。 许多化学品如过氧化氢、臭氧和氯气曾被用于降解食物中的黄曲霉毒素，这些物质容易同食物中的黄曲霉毒素反应，但同时也和维生素等营养物质反应。较为有效的化学去毒方法是使用氨水，可用于玉米和粗棉籽的脱毒。,（二）、青霉毒素,稻谷在收获后如未及时脱粒干燥就堆放很容易引起发霉。发霉谷物脱粒后即形成“黄变米”或“沤黄米” ，从黄变米中分离出各种青霉毒素，这主要是由于岛青霉（Penicillium.islandicum）污染所

40、致。 岛青霉除产生岛青霉素（Silanditoxin）外，还可产生环氯素（Cyclochlorotin）、黄天精（Luteoskyrin）和红天精（Erythroskyrin）等多种霉菌毒素。,黄变米中的霉菌毒素,流行病学调查发现，肝癌发病率和居民过多食用霉变的大米有关。吃黄变米的人会引起中毒（肝坏死和肝昏迷）和肝硬化。 岛青霉素和黄天精均有较强的致癌活性，其中黄天精的结构和黄曲霉素相似，毒性和致癌活性也与黄曲霉素相当。,（三）、镰刀菌毒素,镰刀菌属（Fusarium）的菌侏，如禾谷镰刀菌（F.graminearum）和三线镰刀菌（F.tricinctum） 是常见的污染粮食和饲料的霉菌之一。

41、所产生的代表毒素是玉米赤霉烯酮（Zearalenone）又称F-2毒素 。,玉米赤霉烯酮的结构,玉米赤霉烯酮具有雌激素作用，主要作用于生殖系统，可使家畜、家禽和实验小鼠产生雌性激素亢进症。妊娠期的动物（包括人）食用含玉米赤霉烯酮的食物可引起流产、死胎和畸胎。食用含赤霉病麦面粉制作的各种面食也可引起中枢神经系统的中毒症状，如恶心、发冷、头痛、神智抑郁和共济失调等。,镰刀菌属（Fusarium）的菌侏还产生三线镰刀霉素（Trichothecin）和T-2毒素等毒素。,镰刀菌属（Fusarium）毒素 的结构,T-2毒素主要污染玉米、大麦、小麦、燕麦和饲料等，多数国家都有不同程度的污染，其中以欧美各

42、国的谷物和饲料污染较为严重。 食物中毒性白细胞缺乏症（Alimentary toxic aleukia，ATA）又称败血病疼痛（Septic angina），人患病的症状包括发热、出疹，鼻咽和牙龈出血坏死性疼痛（Necrotic angina）等，持续性中毒可使血液中的白细胞和粒细胞数减少、凝血时间延长、内脏器官出血和骨髓造血组织坏死。这种疾病主要是因食用了被镰刀菌属的三线镰刀菌（F.tricinctum）和拟枝孢镰刀菌（F.sporotrichioides）污染的谷物所引起，与该霉菌产生的T-2毒素有关。,（四）、霉变甘薯毒素,细胞松弛素（Phytoalexins）是植物对环境应激反应产生的

43、类似抗生素的物质。各种入侵的生物体，如细菌、病毒、真菌和线虫均可使植物产生细胞松弛素。植物在经受寒冷、紫外线照射、物理损害以及杀虫剂处理时也能诱导产生细胞松弛素。这些植物诱导产生的成分对动物具有潜在的毒性。许多植物次生代谢产物如异黄酮和萜类化合物具有细胞松弛素的杀菌活性。,植物细胞松弛素的结构,目前，对甘薯产生的细胞松弛素有较为详细的研究。牛食用腐烂的甘薯导致严重的呼吸窘迫、肺水肿、充血以致死亡。从腐烂的甘薯中分离出几种毒性萜类化合物，其中两种为 1.甘薯黑疤霉酮（Ipomeamaronoe） 2.甘薯黑疤霉醇（Ipomeamaronol）。,甘薯黑疤霉酮及其衍生物 人类食用的只有轻微损伤的甘

44、薯中也含有甘薯黑疤霉酮，其含量为0.17.8mg/g，可产生一定的毒性。这些毒性萜在普通烹调条件下表现很稳定，但在用微波煮或烘烤的情况下，甘薯中的甘薯黑疤霉酮含量会降低80%90%。,二、细菌毒素,根据国内外的统计，在各种食物中毒中毒细菌性食物中毒占有较大的比重。我国每年发生的细菌性食物中毒事件占食物中毒事件总数的30%90%，中毒人数占食物中毒总人数的60%90%。细菌性食物中毒发病率较高，但病死率低。 细菌性食物中毒全年皆可发生，但在夏秋季节发生较多，主要由于气温较高，微生物容易生长繁殖；而且在此时期内人体防御机能往往有所降低，易感性增高，因此最易发生。,细菌性食物中毒的原因，往往是由于食

45、品被致病性微生物污染后，在适宜的温度、水分、pH和营养条件下，微生物急剧大量繁殖，食品在食用前不经加热和加热不彻底；或熟食品又受到病原菌的严重污染并在较高室温下存放；或生熟食品交叉污染，经过一定时间微生物大量繁殖，从而使食品有含有大量活的致病菌或其产生的毒素，以致食用后引起中毒 细菌性食物中毒，一般可分为毒素(肠毒素)型、感染(细菌侵入)型和混合型三类。,（一）、沙门氏菌毒素,沙门菌为具有鞭毛、能运动的革兰阴性杆菌，不耐热，551小时或601530分钟可被杀灭，100立即死亡。沙门菌不分解蛋白质，因此被沙门菌污染的食品无感官性状的变化而容易被忽视。 经研究证实，沙门氏菌能产生痢疾样毒素、样毒素

46、和类似与痢疾毒素的杂交样毒素，为一种重要的致病因素。,细菌肠毒素按其作用机制分为细胞紧张性和细胞毒性肠毒素。细胞紧张性肠毒素又依据其分子量和生物活性分为分子量大的、激活腺苷酸环化酶的组和分子量小的、激活鸟苷酸环化酶的组，沙门氏菌肠毒素属于细胞紧张性组肠毒素。 沙门氏菌在BS平板 上的菌落,沙门氏菌革蓝氏染色 伤寒沙门氏菌,（二）、葡萄球菌肠毒素,葡萄球菌食物中毒，是由葡萄球菌在繁殖过程中分泌到菌细胞外的肠毒素引起，故仅摄入葡萄球菌并不会发生中毒。葡萄球菌肠毒素，根据其血清学特征的不同，目前已发现A、B、C、D、E五型。A型肠毒素毒力最强，摄入1g即能引起中毒，在葡萄球菌素素中毒中最为多见。各型

47、肠毒素引起的中毒症状基本相同。,引起葡萄球菌肠毒素中毒的食品必须具备以下条件：(1)食物中污染大量产肠毒素的葡萄素菌； (2)污染后的食品放置于适合产毒的温度下；(3)有足够的潜伏期；(4)食物的成分和性质适于细菌生长繁殖和产毒。主要引起中毒的食品有：奶、肉、蛋、鱼类及其制品等各种动物性食品。糯米凉糕、凉粉、剩饭和米酒等也曾引起过中毒。 葡萄球菌肠毒素中毒后，引起呕吐、腹泻等急性胃肠炎症状。,葡萄球菌模型 葡萄球菌在BS平板上,（三）、肉毒杆菌毒素,肉毒中毒（botulism）主要是由于食入含有肉毒梭菌毒素的食品而引起的食物中毒。是细菌性中毒中症状最重、病死率很高的一种毒素型食物中毒。 肉毒梭

48、状芽胞杆菌（Clostridium botulinum）（简称肉毒梭菌）系革兰阳性厌氧杆菌，有芽胞。,肉毒毒素经消化道吸收后进入血液循环，主要作用于中枢神经系统颅脑神经核、神经肌肉接头处及植物神经末梢，阻止神经末梢释放乙酰胆碱，引起肌肉麻痹和神经功能不全。 早期有全身乏力、头晕、食欲不振，以后逐渐出现视力模糊、眼睑下垂、复视、瞳孔散大等神经麻痹症状；重症患者则出现吞咽、咀嚼、语言、呼吸困难，头下垂，运动失调，心力衰竭等。,返回,一、加工过程中形成的嫌忌成分 衍生毒物是食品在制造、加工（包括烹调）或贮放过程中化学反应或酶反应形成的（或潜在）有毒物质。有时用同义词有毒反应物（toxic reactive product）。,第六节：加工环境污染所致的食物中的嫌忌成分,衍生毒物可分为热解有机毒物、非热解毒物、油脂氧化物以及污染物反应产生的毒物等。 1 热解衍生毒物 （1）多环芳烃； （2）诱变性杂环胺类(hetercyclic aromatic amines，HAAs)； （3）油脂氧化产生的毒物：热油脂产生的毒物、油脂臭败产生的毒物； 2氨基酸的非热解衍生毒物 3碱处理产生的毒物 加压胺类（