食品化学性污染营养与食品卫生

1、1. N-Nitroso compounds contamination and prevention l N-nitroso compounds have been shown in animal experiments to be the most broadly acting and the most potent group of carcinogens. 1.1 Structure & properties l N-亚硝胺亚硝胺(N-nitrosoamine)：中性和碱性环境中：中性和碱性环境中 较稳定，一般条件下不易发生水解，但在特殊条较稳定，一般条件下不易发生水解，但在特殊条 件

2、下也可发生水解、加成、转亚硝基、氧化还原、件下也可发生水解、加成、转亚硝基、氧化还原、 光化学反应等光化学反应等 l N-亚硝酰胺亚硝酰胺(N-nitroamide)：化学性质活泼，在：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 分解为重氮烷分解为重氮烷 1.2 Food sources l N-nitroso compounds precursors l 环境和食品中的环境和食品中的N-亚硝基化合物系由亚硝酸盐和亚硝基化合物系由亚硝酸盐和 胺类在一

3、定的条件下合成。作为胺类在一定的条件下合成。作为N-亚硝基化合物亚硝基化合物 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。亚硝基化合物。 n Nitrate and nitrite in vegetables 蔬菜中的硝酸蔬菜中的硝酸 盐和亚硝酸盐盐和亚硝酸盐 l 当光合作用不充分时，植物体内可积蓄较多的硝当光合作用不充分时，植物体内可积蓄较多的硝 酸盐酸盐 l 蔬菜中

4、亚硝酸盐含量通常远低于其硝酸盐含量，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。腌制、不新鲜的蔬菜中亚硝酸盐含量明显增高。 n Nitrate and nitrite in animal foods 动物性食品动物性食品 中的硝酸盐和亚硝酸盐中的硝酸盐和亚硝酸盐 l 用硝酸盐腌制鱼、肉等能抑制许多腐败菌的生长，达用硝酸盐腌制鱼、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。的红色，改善食品的感官性状。 l 我国规定肉制品中亚硝酸盐残留量我国规定肉

5、制品中亚硝酸盐残留量( (以亚硝酸钠计以亚硝酸钠计) )不不 得超过得超过30mg/kg30mg/kg，肉罐头不得超过，肉罐头不得超过50mg/kg50mg/kg。 n Amines in environment and foods 环境和食品环境和食品 中的胺类中的胺类 l 有机胺类化合物是蛋白质、氨基酸、磷脂等生物大分子合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。也是药物、农药和许多化工产品的原料。 l 以仲胺合成以仲胺合成N-N-亚硝基化合

6、物的能力最强。鱼和某些蔬菜中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的胺类物质含量较高，鱼肉中二甲胺的含量多在100mg/kg100mg/kg 以上，且含量随其新鲜程度、加工过程和贮藏条件的不同以上，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。胺含量明显增加。 l Endogenous formation of nitrosamines in vivo l 人体内也能合成一定量的人体内也能合成一定量的N-亚硝基化合物亚硝基化合物 l

7、pH3的酸性环境中合成亚硝胺的反应较强，因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此胃可能是人体内合成亚硝胺的主要场所 l 在唾液中及膀胱内在唾液中及膀胱内(尤其是尿路感染时尤其是尿路感染时)也可能合也可能合 成一定量的亚硝胺成一定量的亚硝胺 1.3 Metabolism & toxicity l 亚硝胺类化合物进入体内后，主要经肝微粒体细胞色亚硝胺类化合物进入体内后，主要经肝微粒体细胞色 素素P450的代谢活化，生成烷基偶氮羟基化物，此类的代谢活化，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代谢产物具有很强的致癌和致突变活性 l 亚硝酰胺

8、类化合物为直接致癌物和致突变物，不需要亚硝酰胺类化合物为直接致癌物和致突变物，不需要 经过体内代谢活化经过体内代谢活化 l Toxicity Acute toxicity Carcinogenesis Teratogenesis Mutagenesis l 致癌作用特点：致癌作用特点： （1 1）能诱发各种实验动物的肿瘤）能诱发各种实验动物的肿瘤 （2 2）能诱发多种组织器官的肿瘤）能诱发多种组织器官的肿瘤 （3 3）多种途径摄入均可诱发肿瘤）多种途径摄入均可诱发肿瘤 （4 4）一次大量给药或长期少量接触均有致癌作用）一次大量给药或长期少量接触均有致癌作用 （5 5）可通过胎盘对仔代有致癌作用

9、）可通过胎盘对仔代有致癌作用 1.4 Prevention (1)防止食物霉变或被其他微生物污染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控制食品加工中硝酸盐或亚硝酸盐用量 (3)施用钼肥施用钼肥 (4)增加维生素增加维生素C等亚硝基化反应阻断剂的摄入量等亚硝基化反应阻断剂的摄入量 (5)制定标准并加强监测制定标准并加强监测 2. Polycyclic aromatic hydrocarbons contamination and prevention lPAHs comprise a group of over 100 different chemicals,

10、including benzo(a)pyrene. 2.1 Food sources 食品在烘烤或熏制时直接受到污染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食品成分在高温烹调加工时发生热解或热聚反应 所形成所形成 植物性食品吸收土壤、水和大气中污染的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植物和微生物可合成微量的PAHs l 食品种类、

11、生产加工、烹调方法的差异以及距离食品种类、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，食品中污染源的远近等因素的不同，食品中B(a)P的含的含 量相差很大。其中含量较多者主要是烘烤和熏制量相差很大。其中含量较多者主要是烘烤和熏制 食品。烤肉、烤香肠中食品。烤肉、烤香肠中B(a)P含量一般为含量一般为0.68 0.7 g/kg，炭火烤的肉可达，炭火烤的肉可达2.611.2 g/kg。 2.2 Toxicity l PAHs属于前致癌物，在体内主要通过动物混合属于前致癌物，在体内主要通过动物混合 功能氧化酶系中的芳烃羟化酶功能氧化酶系中的芳烃羟化酶(aryl hydrocar- b

12、onhydroxylase，AHH)的作用，代谢活化为多的作用，代谢活化为多 环芳烃环氧化物。环芳烃环氧化物。 l 环氧化物能与环氧化物能与DNA、RNA和蛋白质等生物大分子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。甘肽结合，从尿中排出。 l B(a)P对多种动物有肯定的致癌性对多种动物有肯定的致癌性 2.3 Prevention l防止污染、改进食品加工烹调方法防止污染、改进食品加工烹调方法 加强环境治理，减少环境加强环

13、境治理，减少环境B(a)P的污染，从而减少其对的污染，从而减少其对 食品的污染食品的污染 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 用油作润滑剂用油作润滑剂 l去毒：去毒：用吸附法用吸附法(活性炭活性炭)，日光或紫外线照射，日光或紫外线照射 l制定食品中允许含量

14、标准制定食品中允许含量标准 3. Heterocyclic amines contamination and prevention lHeterocyclic amines (HCAs) constitute an important class of mutagenic and carcinogenic compounds found in cooked and charred foods. lSub-groups: n amino-carbolines and -quinolines n AIAs -quinoxalines and pyridines 3.1 Food sources l

15、 食品中的食品中的HCAs主要产生于高温烹调加工过程，尤其是富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。含蛋白质的鱼、肉类食品在高温烹调过程中更易产生。 l 影响食品中杂环胺形成的主要因素：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，、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、食物成份：在烹调温度、时间和水分相同的情况下 l 蛋白质含量较高的食物产生杂环胺较多蛋白质含量较高的食物产生杂环胺较多 l 含有肌肉组织的食品可

16、大量产生含有肌肉组织的食品可大量产生IQ型杂环胺型杂环胺 l 正常烹调食品中多含有一定量的杂环胺正常烹调食品中多含有一定量的杂环胺 3.2 Toxicity l 杂环胺需经过代谢活化后才具有致突变性和致癌杂环胺需经过代谢活化后才具有致突变性和致癌 性，其活性代谢产物是性，其活性代谢产物是N-羟基化合物羟基化合物 l Toxicity n Strong mutagenesis n Carcinogenesis n Cardiomyotoxicity 3.3 Prevention l 改变不良的烹调方式和饮食习惯，少吃烧烤煎炸改变不良的烹调方式和饮食习惯，少吃烧烤煎炸 食物食物 l 增加蔬菜水果的

17、摄入量增加蔬菜水果的摄入量 l 失活处理失活处理 l 加强监测加强监测 4. Persistent organic pollutants contamination and prevention l 持久性有机污染物持久性有机污染物(persistent organic pollutants， POPs)：是指可通过大气、水等环境介质长距离：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。有机化学物质。 l POPs的化学

18、性质稳定，在自然条件下难以降解，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。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。链的生物富集作用最终危害人类的健康。 4.1 Structure & properties l PCDD/Fs多氯代二苯并多氯代二苯并-对对-二噁英二噁英(polychlorinated dibenzo-p-dioxins, PCDDs)、多氯代二苯并呋喃、多氯代二苯并呋喃 (polychlorinated dib

19、enzofurans, PCDFs)系由系由1个或个或2个氧个氧 原子连接原子连接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。香族化合物。 l 难溶于水，但可溶于大部分有机溶剂，具有较强的脂溶性，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，可长期存在于环定地存在，对热也十分稳定。半衰期长，可长期存

20、在于环 境中。境中。 l 多氯联苯多氯联苯 (polychlorinated biphenyls, PCBs)是人工合成是人工合成 的一组氯代烃类化合物，在的一组氯代烃类化合物，在2个苯环的不同位置可结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合不同数目的氯原子，工业上使用的主要是含27个个 氯的混合物。氯的混合物。 l 难溶于水，但易溶于有机溶剂和脂肪。物理化学性质难溶于水，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，但可被紫外线破性，具有良好的电绝缘性

21、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。坏。除一氯化物和二氯化物外，均为不燃物质。 4.2 Food sources n Dioxin and dioxin-like compounds in environment l 二噁英及其类似物广泛存在于大气及飘尘、水体及底泥、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。土壤中。 l 垃圾和医疗废弃物的焚烧，特别是不完全燃烧或在较低温垃圾和医疗废弃物的焚烧，特别是不完全燃烧或在较低温 度下燃烧以及有度下燃烧以及有PVC塑料时，是环境中塑料时，是环境中PCDD/Fs主要来源主要来源 l PCBs在环境中广泛存

22、在，垃圾焚烧也可产生在环境中广泛存在，垃圾焚烧也可产生 n Dioxin and dioxin-like compounds in food l 主要来自环境的污染主要来自环境的污染发泡发泡PS、PVC塑料以及纸制品塑料以及纸制品 作为食品包装材料可将其迁移到食品中；意外事故作为食品包装材料可将其迁移到食品中；意外事故 l 二噁英主要污染动物性食品，特别是鱼类二噁英主要污染动物性食品，特别是鱼类 4.3 Metabolism & toxicity l PCDD/Fs和和PCBs在消化道的吸收率均很高，主要分布在在消化道的吸收率均很高，主要分布在 肝脏和脂肪组织肝脏和脂肪组织 l PCDD/Fs

23、主要在肝脏进行羟化和脱氯，并与葡萄糖醛酸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 促使促使PCDD/Fs以原型的形式经粪便排出。以原型的形式经粪便排出。PCDD/Fs也可也可 通过胎盘和乳汁进入胎儿和婴儿体内。通过胎盘和乳汁进入胎儿和婴儿体内。 l PCBs主要借助细胞色素主要借助细胞色素P450被羟化，其代谢速率还取决被羟化，其代谢速率还取决 于所含氯原子的数量和位置。于所含氯原子的数量和位置。 l 毒性作用主要机制：通过芳烃受体毒性作用主要机制：通过芳烃受体(aryl hydrocarbo

24、n receptor，AhR)介导基因表达，启动细胞内信号传导介导基因表达，启动细胞内信号传导 n General toxicity一般毒性一般毒性 l 四氯化物的毒性最强，尤其是四氯化物的毒性最强，尤其是2,3,7,8-四氯代二苯并四氯代二苯并-对对-二二 噁英噁英(TCDD) l Wasting syndrome 消瘦综合征消瘦综合征 n Chloracne 氯痤疮氯痤疮 n Hepatotoxicity 肝脏毒性肝脏毒性 n Immunotoxicity 免疫毒性免疫毒性 n 生殖毒性和内分泌系统毒性生殖毒性和内分泌系统毒性 n Neurotoxicity 神经毒性神经毒性 n 遗传毒性

25、和发育毒性遗传毒性和发育毒性 n Carcinogenesis 致癌性致癌性 4.4 Prevention l 控制和消除环境污染控制和消除环境污染 l 建立实用、灵敏度高的检测方法，加强监督建立实用、灵敏度高的检测方法，加强监督 监测监测 l 采取综合预防措施采取综合预防措施 5. Chloropropanols contamination and prevention l Chloropropanols in foods are formed during the production of hydrolysed vegetable protein (HVP) in the presenc

26、e of hydrochloric acid. l At least two of the group, 3-monochloro-1,2- propanediol (3-MCPD) and 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP), are considered potential carcinogens. l 氯丙醇主要存在于用盐酸水解法生产的氯丙醇主要存在于用盐酸水解法生产的HVP调味液中。以调味液中。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。料、蚝油、鸡

27、精、快餐和方便面调料也含有氯丙醇。 Toxicity l General toxicity 一般毒性一般毒性 3-MCPD的主要靶器官是肾脏，主要表现为肾脏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；的重量显著增加和肾小管增生；1,3-DCP的主要的主要 靶器官是肝脏靶器官是肝脏 l Reproductive toxicity 生殖毒性生殖毒性 l Neurotoxicity 神经毒性神经毒性 l Genotoxicity 遗传毒性遗传毒性 l Carcinogenesis 致癌性致癌性 Prevention l 改进生产工艺改进生产工艺 原料中的脂肪较多、盐酸的用量较大、

28、氯离原料中的脂肪较多、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含量低的豆粕是生产HVP的理想原料。的理想原料。 l 加强行业自律加强行业自律 l 加强监测加强监测 6. Acrylamide contamination and prevention l Acrylamide is produced naturally in some foo

29、ds that have been cooked or processed at high temperature. The highest levels found so far were in starchy foods. l 丙烯酰胺主要代谢产物环氧丙酰胺比丙烯酰胺更丙烯酰胺主要代谢产物环氧丙酰胺比丙烯酰胺更 容易与容易与DNA上的鸟嘌呤结合形成加合物，导致遗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传物质的损伤和基因突变 l 丙烯酰胺还可通过胎盘和乳汁，从而进入胎儿及丙烯酰胺还可通过胎盘和乳汁，从而进入胎儿及 婴儿体内婴儿体内 l 丙烯酰胺主要由天门冬氨酸与还原糖在高温加

30、热的过程中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发生美拉德反应生成 l 食品的种类以及加工的方式、温度和时间均影响丙烯酰胺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。高温加工的薯类和谷类等含淀粉高的食品，含量的形成。高温加工的薯类和谷类等含淀粉高的食品，含量 较高，并随油炸时间的延长而明显升高。加热到较高，并随油炸时间的延长而明显升高。加热到120 C以以 上时开始生成，适宜温度为上时开始生成，适宜温度为140180。在烘烤、油。在烘烤、油 炸食品的最后阶段，由于水分减少，表面温度升高，形成炸食品的最后阶段，由于水分减少，表面温度升高，形成 量更

31、多。中性条件下最利于产生。量更多。中性条件下最利于产生。 l Toxicity l 一般毒性一般毒性 属中等毒性物质属中等毒性物质 l 神经毒性神经毒性 l 遗传毒性遗传毒性 引起哺乳动物体细胞、生殖细胞的基因突变和引起哺乳动物体细胞、生殖细胞的基因突变和 染色体异常，环氧丙酰胺是主要的致突变物质染色体异常，环氧丙酰胺是主要的致突变物质 l 生殖毒性生殖毒性 l 致癌性致癌性 l Prevention l 注意烹调方法注意烹调方法 在煎、炸、烘、烤食品时，避免在煎、炸、烘、烤食品时，避免 温度过高、时间过长，提倡采用蒸、煮、煨等烹温度过高、时间过长，提倡采用蒸、煮、煨等烹 饪方法饪方法 l 探

32、索降低加工食品中丙烯酰胺含量的方法和途径探索降低加工食品中丙烯酰胺含量的方法和途径 l 建立标准，加强监测，开展人群暴露的评估建立标准，加强监测，开展人群暴露的评估 1.3 Metabolism & toxicity l 亚硝胺类化合物进入体内后，主要经肝微粒体细胞色亚硝胺类化合物进入体内后，主要经肝微粒体细胞色 素素P450的代谢活化，生成烷基偶氮羟基化物，此类的代谢活化，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代谢产物具有很强的致癌和致突变活性 l 亚硝酰胺类化合物为直接致癌物和致突变物，不需要亚硝酰胺类化合物为直接致癌物和致突变物，不需要 经过体内代谢活化经过体内代谢活化 l Toxicity Acute toxicity Carcinogenesis Teratogenesis Mutagenesis 1.4 Preven