第23-食品加工过程的危害物ppt课件

1、食品加工的目的：食品加工的目的： 良好的保藏性良好的保藏性 美味可口美味可口 容易消化吸收容易消化吸收热处理对食品的变化从三个方面进行考察：热处理对食品的变化从三个方面进行考察：感官性状感官性状营养成分营养成分卫生质量微生物，酶）卫生质量微生物，酶）u多环芳烃类化合物多环芳烃类化合物u杂环胺类化合物杂环胺类化合物u丙烯酰胺丙烯酰胺u氯丙醇氯丙醇芘菲北蒽联苯指分子中包括二个或二个以上苯指分子中包括二个或二个以上苯环结构的碳氢化合物。环结构的碳氢化合物。（1 1非稠环型；（非稠环型；（2 2稠环型；稠环型；多环芳烃化合物多环芳烃化合物PAH是一类具有较强致癌作是一类具有较强致癌作用的食品化学污染物

2、。目前已鉴定出数万种，最典用的食品化学污染物。目前已鉴定出数万种，最典型的是型的是3,4苯并芘苯并芘 ，即苯并，即苯并(a)芘以芘以B (a) P表表示）。示）。1. 概述概述2.2.食品中的食品中的PAHSPAHS来源来源u( (煤煤) )烟尘的污染，工业三废的污染；有机烟尘的污染，工业三废的污染；有机物不完全燃烧，废气中的物不完全燃烧，废气中的PAHsPAHs随灰尘降落到随灰尘降落到农作物或土壤中，农作物吸收造成污染。农作物或土壤中，农作物吸收造成污染。u食品烹调过程：熏制食品烹调过程：熏制 ，烘烤油炸。，烘烤油炸。u脂肪热解或热聚脂肪热解或热聚u植物和微生物可合成微量多环芳烃植物和微生物

3、可合成微量多环芳烃a.熏烤所用的燃料木炭含有少量的苯并芘熏烤所用的燃料木炭含有少量的苯并芘,在高温在高温下有可能伴随着烟雾侵入食品中；下有可能伴随着烟雾侵入食品中；b.烤制时烤制时,滴于火上的食物脂肪焦化产物热聚合反滴于火上的食物脂肪焦化产物热聚合反应应,形成苯并芘形成苯并芘,附着于食物表面附着于食物表面,这是烤制食物苯这是烤制食物苯并芘的主要来源并芘的主要来源;c. 熏烤的鱼或肉等中的糖和脂肪的不完全燃烧也熏烤的鱼或肉等中的糖和脂肪的不完全燃烧也会产生苯并芘以及其他多环芳烃。会产生苯并芘以及其他多环芳烃。u致癌作用致癌作用 u致突变作用，致突变作用，B(a)PB(a)P是一类间接致突变物是一

4、类间接致突变物u致畸作用：胚胎畸形、死胎、流产致畸作用：胚胎畸形、死胎、流产3. 苯并苯并(a)芘的危害芘的危害 控制环境空气、水污染，防止食品受到控制环境空气、水污染，防止食品受到PAHPAH的污的污染。染。 改进烟熏、烘烤等加工工艺。改进烟熏、烘烤等加工工艺。 避免采用高温煎炸方式，油温控制在避免采用高温煎炸方式，油温控制在200200以下。以下。 制订食品制订食品B(a)PB(a)P的允许含量标准的允许含量标准4. 预防预防PAH危害的措施危害的措施 杂环胺类化合物是在食品加工、烹调过程中由于杂环胺类化合物是在食品加工、烹调过程中由于蛋白质、氨基酸热解产生的一类小分子有机化合蛋白质、氨基

5、酸热解产生的一类小分子有机化合物。物。 20世纪世纪70年代，日本学者首次从烤鱼和烤肉中分年代，日本学者首次从烤鱼和烤肉中分离出具有强致突变作用和致癌性的杂环胺类化合离出具有强致突变作用和致癌性的杂环胺类化合物。物。 迄今为止，已发现的迄今为止，已发现的HCAs有有20多种，其中对动物多种，其中对动物致癌的有致癌的有10种。种。杂环胺分为两大组：杂环胺分为两大组：氨基咪唑氮芳烃类氨基咪唑氮芳烃类AIAS）：喹啉类）：喹啉类IQ)、喹喔啉类、喹喔啉类IQX)、吡啶类、吡啶类PhIP);氨基咔啉类：氨基咔啉类：-咔啉咔啉AC）；）；-咔啉；咔啉；-咔啉；咔啉；u食物蛋白质或某些氨基酸成分在高温下，

6、食物蛋白质或某些氨基酸成分在高温下，合成合成HCAsHCAs，是膳食中产生的，是膳食中产生的HCAsHCAs的主要来源。的主要来源。u烹调时间和温度是杂环胺形成的关键因素。烹调时间和温度是杂环胺形成的关键因素。uPhIPPhIP在烹调的肉类食品中普遍存在，含量在烹调的肉类食品中普遍存在，含量最高。最高。不同温度、时间对油炸牛排中不同温度、时间对油炸牛排中PhIpPhIp、MelQxMelQx含量的影响含量的影响u对多种器官具有致癌性；对多种器官具有致癌性；u间接致癌物，致癌机理：间接致癌物，致癌机理：N N羟基化活化后的羟基化活化后的HCAsHCAs带正电荷与带正电荷与DNADNA形成加合物。

7、形成加合物。3. 杂环胺的致癌性及其作用机制杂环胺的致癌性及其作用机制u具有强烈的致突变作用，比具有强烈的致突变作用，比PAHsPAHs的致突变的致突变作用强，间接致突变物；代谢活化后才有致作用强，间接致突变物；代谢活化后才有致突变性；突变性；uIQIQ和和MeIQxMeIQx对细菌的致突变性较强，对细菌的致突变性较强，PhIP PhIP 对哺乳动物细胞具有较强的致突变性。对哺乳动物细胞具有较强的致突变性。u增加蔬菜水果的摄入量；增加蔬菜水果的摄入量；u尽量少采用烧、烤、煎、炸等烹调方式；尽量少采用烧、烤、煎、炸等烹调方式；u制定食品中制定食品中HCAs的限量标准。的限量标准。2019 年年4

8、 月，瑞典斯德哥尔摩大学月，瑞典斯德哥尔摩大学Tornquist等通等通过检测发现，一些普通食品在经过煎、炸、烤等高过检测发现，一些普通食品在经过煎、炸、烤等高温加工处理时会产生丙烯酰胺，而且其含量随加工温加工处理时会产生丙烯酰胺，而且其含量随加工温度的升高而升高。油炸食品中丙烯酰胺含量一般温度的升高而升高。油炸食品中丙烯酰胺含量一般在在1000ng/kg 以上，以上， 炸透的薯片达炸透的薯片达12800ng/kg。2.3.1.3 丙烯酰胺丙烯酰胺Acrylic Amide, AA）CH2=CHCONH2CAS No. 79-06-1 2019年年3月，月，WHO和和FAO呼吁世界采取措施减少

9、呼吁世界采取措施减少AA带来的危害。带来的危害。 2019年年9月，我国卫生部公布月，我国卫生部公布食品中丙烯酰胺的食品中丙烯酰胺的危险性评估，提醒人们改变以油炸和高脂肪食危险性评估，提醒人们改变以油炸和高脂肪食品为主的饮食习惯。品为主的饮食习惯。 丙烯酰胺主要由天门冬氨酸与还原糖在高温加热丙烯酰胺主要由天门冬氨酸与还原糖在高温加热过程中发生过程中发生Maillard美拉德反应生成。美拉德反应生成。2. 2. 丙烯酰胺毒性丙烯酰胺毒性 u神经毒性和生殖发育毒性。神经毒性和生殖发育毒性。u致突变作用，丙烯酰胺的代谢产物环氧丙酰胺是致突变作用，丙烯酰胺的代谢产物环氧丙酰胺是其主要致突变活性物质。其

10、主要致突变活性物质。u致癌作用。致癌作用。IARCInternational Agency for Research on Cancer, 国际癌症研究机构国际癌症研究机构1994年对年对其致癌性进行了评价，将丙烯酰胺列为其致癌性进行了评价，将丙烯酰胺列为2类致癌物。类致癌物。ppb 丙烯酰胺丙烯酰胺0200400600800100012001400Food Types薄脆饼干薄脆饼干小甜饼小甜饼咖啡咖啡可可可可薯片薯片鸡肉鸡肉麦片麦片面包面包婴儿食品婴儿食品杏仁杏仁ppb 丙烯酰胺丙烯酰胺0200400600800100012001400Food Type蔬菜罐头大豆蛋白汤料椒盐饼干爆米花花

11、生酱法式油炸食品 油炸食品鱼 马铃薯片油炸4分钟,丙烯酰胺含量随油温的变化160 C 27 ppb170 C 70 ppb180 C326 ppb3.5 m12 ppb4 m46 ppb4.5 m227 ppb5 m973 ppb 马铃薯片于180 C油炸,丙烯酰胺含量随时间的变化 避免过度烹饪食品。避免过度烹饪食品。 提倡平衡膳食，减少油炸和高脂肪食品的提倡平衡膳食，减少油炸和高脂肪食品的摄入，多吃水果和蔬菜。摄入，多吃水果和蔬菜。 食品生产加工企业，改进食品加工工艺和食品生产加工企业，改进食品加工工艺和条件。条件。3. 控制与预防控制与预防 氯丙醇是指甘油上羟基被氯丙醇是指甘油上羟基被12

12、个氯原子取代所个氯原子取代所形成的一类化合物的总称。是在用盐酸水解法形成的一类化合物的总称。是在用盐酸水解法生产植物蛋白生产植物蛋白Acid hydrolyzed vegetable protein, HVP的过程中产生的对人体有害的污的过程中产生的对人体有害的污染物。染物。 在实际生产中，大量产生的是在实际生产中，大量产生的是3-MCPD，少量产，少量产生的是生的是1,3-DCP，2,3一一DCP及及2一一MCPD。2.3.1.4 氯丙醇氯丙醇 Dichloropropanol H2CHCOHCH2ClOHH2CHCOHCH2OHClH2CHCClCH2ClOHH2CHCOHCH2ClCl3

13、-MCPD2-MCPD1,3-DCP2,3-DCP 酸水解蛋白质是用浓盐酸在酸水解蛋白质是用浓盐酸在109下回流酸下回流酸解，为了提高氨基酸得率，加入过量盐酸，若解，为了提高氨基酸得率，加入过量盐酸，若原料中还留存油脂，就同时水解成丙三醇，并原料中还留存油脂，就同时水解成丙三醇，并进一步与盐酸中氯离子发生反应，生成一系列进一步与盐酸中氯离子发生反应，生成一系列氯丙醇类化合物。氯丙醇类化合物。1. 氯丙醇类化合物产生过程氯丙醇类化合物产生过程H2CH2CHCOHOHOH+3H2OH2CH2CHCOOOCCCOOOR1R3R2HCOOR1HCOOR2HCOOR3+2. 氯丙醇类化合物产生过程氯丙醇

14、类化合物产生过程4. 控制措施控制措施原料控制；油脂含量低或脱脂；原料控制；油脂含量低或脱脂；生产过程控制。生产过程控制。3. 氯丙醇的毒性氯丙醇的毒性致癌性；致癌性；生殖毒性；生殖毒性；遗传毒性；遗传毒性；神经毒性神经毒性sho 超高压技术超高压技术 膜分离技术膜分离技术 微胶囊化技术微胶囊化技术 微波技术微波技术 酶工程技术酶工程技术 (ultra-high pressure processing，UHP) 简称高压技术或高简称高压技术或高静水压技术静水压技术 保持保持1001 000MPa压力一段时间压力一段时间 基本原理基本原理P46） 冷杀菌，纯物理过程冷杀菌，纯物理过程 能够很好地

15、保持食品原有的营养价值、色泽和天然风味。能够很好地保持食品原有的营养价值、色泽和天然风味。常压是常压是多少？多少？ 生鲜食品生鲜食品 蛋、鱼、肉、大豆蛋白、水果和香料等；蛋、鱼、肉、大豆蛋白、水果和香料等； 液体食品液体食品 牛奶、豆浆、天然果汁、泉水等牛奶、豆浆、天然果汁、泉水等 发酵类食品发酵类食品 酱菜、果酱、豆酱、酱油、啤酒和果酒等酱菜、果酱、豆酱、酱油、啤酒和果酒等1.生物毒素污染生物毒素污染2.微生物污染微生物污染3.化学性污染化学性污染 Membrane separation 基本原理基本原理 以压力为推动力的膜分离过程以压力为推动力的膜分离过程(超滤和反渗透超滤和反渗透) 以电

16、力为推动力的膜分离过程以电力为推动力的膜分离过程(电渗析电渗析) 优点优点(P47) 膜分离食品膜分离食品超滤超滤(Ultra Filtration，UF ) 超滤是以压力为推动力超滤是以压力为推动力,利用超滤膜不同孔径对液体中物质利用超滤膜不同孔径对液体中物质进行分离的过程进行分离的过程,膜孔径范围膜孔径范围0.01 0.1m。反渗透法反渗透法Reverse Osmosis，RO）基本原理基本原理 半透膜是只能让溶液中的溶剂单独通过而不让溶质通过半透膜是只能让溶液中的溶剂单独通过而不让溶质通过的选择透性膜。当用半透膜隔开两种不同浓度的溶液时，稀的选择透性膜。当用半透膜隔开两种不同浓度的溶液时

17、，稀溶液中的溶剂就会透过半透膜进入浓溶液一侧，这种现象叫溶液中的溶剂就会透过半透膜进入浓溶液一侧，这种现象叫渗透。渗透。 如果在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂如果在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂就会由浓溶液一侧通过半透膜进入稀溶液中，这种现象称为就会由浓溶液一侧通过半透膜进入稀溶液中，这种现象称为反渗透。反渗透。电渗析法电渗析法(Electro Dialysis，ED) 电渗析也是一种膜分离技术，其设备昂贵，成电渗析也是一种膜分离技术，其设备昂贵，成本较高，对膜要求也较高。本较高，对膜要求也较高。基本原理基本原理 电渗析是在外加直流电场的作用下，利用阴离电渗析是在外加直

18、流电场的作用下，利用阴离子交换膜简称阴膜，只允许阴离子透过而阻挡阳子交换膜简称阴膜，只允许阴离子透过而阻挡阳离子和阳离子交换膜简称阳膜，只允许阳离子离子和阳离子交换膜简称阳膜，只允许阳离子透过而阻挡阴离子的选择透过性，使一部分离子透过而阻挡阴离子的选择透过性，使一部分离子透过交换膜迁移到另一部分水中，而使一部分水淡透过交换膜迁移到另一部分水中，而使一部分水淡化，另一部分水浓缩的工艺过程。化，另一部分水浓缩的工艺过程。电渗析原理示意图电渗析原理示意图 膜污染，浓度差极化膜污染，浓度差极化 1.微生物污染微生物污染 微生物和寄生虫微生物和寄生虫 生物膜生物膜 污染食品污染食品 食物中毒食物中毒（1

19、有毒有害物质有毒有害物质（2农药农药酸：腐蚀酸：腐蚀大分子的有机化合物：截留大分子的有机化合物：截留植物原料：预处理植物原料：预处理（3氯氯氯消毒氯消毒 膜损伤膜损伤 氯沉积氯沉积 食品微胶囊技术或称微胶囊技术，是将固体、液体或食品微胶囊技术或称微胶囊技术，是将固体、液体或气体物质包埋、封存在一种微型胶内成为一种固体微气体物质包埋、封存在一种微型胶内成为一种固体微粒产品的技术。直径：粒产品的技术。直径：11 000m 作用作用 能够保护被包裹的物料，使之与外界环境相隔绝，能够保护被包裹的物料，使之与外界环境相隔绝，达到最大限度的保持原有的色香味、性能和生物活性，达到最大限度的保持原有的色香味、

20、性能和生物活性，防止营养物质的破坏与损失。防止营养物质的破坏与损失。 内部装载的材料内部装载的材料心芯材心芯材 外部包裹的壁膜外部包裹的壁膜壁材壁材 改变物料的存在状态、物料的质量与体积改变物料的存在状态、物料的质量与体积 隔离物料间的相互作用，保护敏感成分隔离物料间的相互作用，保护敏感成分 掩盖不良风味，降低挥发性掩盖不良风味，降低挥发性 能将相互反应的组分分步微胶囊化后，稳定的存放在同一能将相互反应的组分分步微胶囊化后，稳定的存放在同一物质中物质中 降低食品添加剂的毒理作用降低食品添加剂的毒理作用 控制释放控制释放一、芯材的污染一、芯材的污染二、壁材的污染二、壁材的污染三、加工过程中的污染

21、三、加工过程中的污染四、包装过程中的污染四、包装过程中的污染 微波技术：靠电磁波把能量传播到被加热物体的内部。微波技术：靠电磁波把能量传播到被加热物体的内部。 特点：特点： 加热速度快、热效率高加热速度快、热效率高 具有穿透力具有穿透力 电能消耗大电能消耗大 运用：食品熟制、焙烤、枯燥、解冻、杀菌运用：食品熟制、焙烤、枯燥、解冻、杀菌 微波：频率微波：频率300300000MHz即波长即波长1-0.01m，有穿透性的，有穿透性的电磁辐射线。电磁辐射线。 微波进入到物料内部时，诱使物料中的水等极性分子随微微波进入到物料内部时，诱使物料中的水等极性分子随微波频率做同步旋转，水分子等的高速旋转的结果

22、是产生摩波频率做同步旋转，水分子等的高速旋转的结果是产生摩擦热，导致物料表面和内部同时升温。擦热，导致物料表面和内部同时升温。一、农药、兽药的残留一、农药、兽药的残留对农药、兽药的去除作用小对农药、兽药的去除作用小二、容器、包装材料对微波食品的污染二、容器、包装材料对微波食品的污染特殊要求，助剂迁移特殊要求，助剂迁移三、微生物的残留三、微生物的残留作用力强作用力强微波消耗微波消耗四、温度过高、时间过长，产生有毒有害物质四、温度过高、时间过长，产生有毒有害物质微波设备对人体健康的影响微波设备对人体健康的影响一、食品酶制剂的安全性问题一、食品酶制剂的安全性问题1.酶天然存在毒性酶天然存在毒性2.酶

23、工程产品中存在基因改造序列酶工程产品中存在基因改造序列3.酶工程产品中存在氨基酸序列修饰成分酶工程产品中存在氨基酸序列修饰成分4.稳定和难降解酶的残留稳定和难降解酶的残留5.酶催化时产生的副产物酶催化时产生的副产物1.1.菌种产生毒素菌种产生毒素2.2.菌种有潜在的致病性菌种有潜在的致病性3.3.菌种改造后新出现的危害菌种改造后新出现的危害外源基因外源基因表达载体表达载体重组载体重组载体导入宿主细胞导入宿主细胞在宿主细胞中在宿主细胞中 表达出蛋白质表达出蛋白质提取蛋白提取蛋白基因工程菌生产酶的操作过程：基因工程菌生产酶的操作过程： 食品新资源系指在我国新研制、新发现、新引进食品新资源系指在我国

24、新研制、新发现、新引进的无食用习惯或仅在个别地区有食用习惯的，符的无食用习惯或仅在个别地区有食用习惯的，符合食品基本要求的物品。合食品基本要求的物品。 新资源食品新资源食品 1、在我国无食用习惯的动物、植物和微生物；、在我国无食用习惯的动物、植物和微生物；2、从动物、植物、微生物中分离的在我国无食用、从动物、植物、微生物中分离的在我国无食用习惯的食品原料；习惯的食品原料；3、在食品加工过程中使用的微生物新品种；、在食品加工过程中使用的微生物新品种；4、因采用新工艺生产导致原有成分或者结构发生、因采用新工艺生产导致原有成分或者结构发生改变的食品原料。改变的食品原料。 单细胞蛋白单细胞蛋白SCP是

25、通过培养单细胞生物而获得的菌体是通过培养单细胞生物而获得的菌体蛋白质。蛋白质。 用于生产单细胞蛋白的单细胞生物包括微型藻类、非病原用于生产单细胞蛋白的单细胞生物包括微型藻类、非病原细菌、酵母菌类和真菌等。细菌、酵母菌类和真菌等。 它们可利用各种基质在适宜的培养条件下生产单细胞蛋白。它们可利用各种基质在适宜的培养条件下生产单细胞蛋白。 菌体中蛋白质含量随所用菌种及基质而异，一般含量达菌体中蛋白质含量随所用菌种及基质而异，一般含量达4080。 与传统食品营养成分比较，蛋白质含量高，氨基酸组成较与传统食品营养成分比较，蛋白质含量高，氨基酸组成较为齐全，含有人体必需为齐全，含有人体必需8种氨基酸，尤其

26、是谷物中含量较种氨基酸，尤其是谷物中含量较少的赖氨酸。少的赖氨酸。 还含有多种维生素、碳水化合物、脂类、矿物质，以及丰还含有多种维生素、碳水化合物、脂类、矿物质，以及丰富的酶类和生物活性物质。富的酶类和生物活性物质。 单细胞蛋白的开发与生产为解决人类食品和饲料问题开辟单细胞蛋白的开发与生产为解决人类食品和饲料问题开辟了新的途径。了新的途径。 FAO、WHO等均有专门从事单细胞蛋白的安全性评价的等均有专门从事单细胞蛋白的安全性评价的工作委员会工作委员会 对于对于SCP的致癌性芳香族化合物、重金属、真菌毒素及菌的致癌性芳香族化合物、重金属、真菌毒素及菌的病原性、感染性、遗传性等均需经过长期而充分的

27、评估。的病原性、感染性、遗传性等均需经过长期而充分的评估。 低核糖核酸低核糖核酸RNA含量：酵母蛋白中含量：酵母蛋白中RNA含量较高，过含量较高，过多食用会导致尿酸含量大大高于安全标准多食用会导致尿酸含量大大高于安全标准痛风和肾结痛风和肾结石石 提高蛋白质的有效性提高蛋白质的有效性浓缩、改善性质浓缩、改善性质 酵母菌、曲霉菌、毛霉菌中发现的积累油脂较高的菌株酵母菌、曲霉菌、毛霉菌中发现的积累油脂较高的菌株细胞中油脂含量细胞中油脂含量60%60%以上以上 微生物油脂微生物油脂单细胞油脂单细胞油脂SCOSCO） 与食用油脂性质相似，但有异味，需脱臭、精炼和脱毒后与食用油脂性质相似，但有异味，需脱臭、精炼和脱毒后方可食用方可食用 生产费用较高生产费用较高 通过生物技术利用食品工业的废弃物来生产油脂通过生物技术利用食品工业的废弃物来生产油脂 海洋动物资源：目前开发利用的还不足海洋动物资源