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第五章加工环境与食品工业第一节加工环境与食品安全第二节食品加工对环境的要求第三节食品加工环境的检测1一、食品安全的影响因素第一节加工环境与食品安全食品安全的影响因素环境因素人为因素技术因素消费因素管理因素大气污染水体污染土壤污染2(一)环境因素食品安全问题都直接或间接地与生产环境和加工环境以及流通环境有关,环境对食品的质量与安全性具有决定性作用。环境污染对食品安全性造成的危害程度因环境污染程度、污染方式和有毒有害物质种类而异。影响食品安全的环境因素一方面是来自大气污染、水体污染、土壤污染以及放射性污染等可能成为食品生产的环境因素的污染;另一方面是来自直接作为食品生产投入品,如农药、化肥、食品添加剂等。因此,食品的产地环境安全以及食品生产的投入品直接或间接地影响着农产品的质量安全。31.大气污染对食品安全性的影响对食品原料及其安全性危害的主要污染物有SO2、氟化物、粉尘等。SO2不仅直接影响农作物的生长发育,并可形成酸雨。酸雨使土壤酸化,土壤中重金属浓度增高,引起水体重金属元素浓度增高,通过食物链在水生生物以及粮食、蔬菜中积累,给食品安全性带来影响。pH4.7以下的降雨可造成蔬菜产地绝产,酸雨损坏植物叶面,导致森林死亡,酸雨降落在水中,影响鱼类繁殖。4大气氟化物污染能引起工厂周围的土壤污染,对农产品可产生急性或慢性危害。氟化物具有在生物体内积累的特点,植物体内的含氟化物比空气中含氟化物的浓度高百万倍之多,农作物可直接吸收空气中的氟化物。氟化物被人或动物吸收后,95%以上沉积在骨骼里,可引起氟斑牙和氟骨症等。5
另外,环境中含有的煤烟粉尘、金属飘尘、沥青烟雾等也会对食品安全带来重大危害。受沥青烟雾污染过的作物,一般不能直接食用;产生于冶炼厂、钢铁厂、焦化厂的烟尘也危害作物,使果蔬品质下降;粒径小于10μm的金属飘尘,能长时间漂浮在空中,并在粮、菜作物中积累,例如,工业区上空和公路两旁上空镉、铅污染较重,这些金属漂尘沉降到地面容易污染农作物。森林火灾或生活垃圾焚烧过程中所产生的二噁英具有高度的脂溶性,容易存在于动物脂肪和乳汁中,因此,最常见的易受二噁英污染的食物是鱼、肉、禽、蛋、乳及其制品。
6782.水体污染对食品安全性的影响随着工业生产的发展和城市人口的增加,工业废水和生活污水的排放量日益增加,大量污染物进入河流、湖泊、海洋和地下水等水体,使水和水体底泥的理化性质或生物群落发生变化,造成水体污染。对食品安全性有影响的水体污染物主要有三类:①无机有毒物:包括各类重金属和氧化物、氟化物等;②有机有毒物:主要为苯酚、多环芳烃、多氯联苯等;③病原体:主要包括各类污水中的病毒、病菌、寄生虫等。910水体污染引起的食品安全问题主要是由污水中的有害物质在动植物体内积累造成的。污染物随污水进入水体以后,能够通过植物的根系吸收向水上部分转移,使有害物质在植物中蓄积,同时也能进入农作物或水生动物生长发育危害的量时,就已在体内蓄积,使其可食用部分的有害物质的蓄积量超过食用标准,对人体健康产生危害。水体污染还通过污灌污染土壤,引起农作物中有害物质含量增加,前几年各地均反映污灌使大米色泽灰暗,脂肪和蛋白质含量下降,甚至具有异味;污灌还影响蔬菜风味,使其糖分、维生素含量明显下降,且易腐烂,不耐贮藏,有些还产生苦涩和怪味。11我国的水污染的情况较为严重,绝大部分污水未经处理就用于农业灌溉,作物中污染物超标,已达到影响食用品质、危害人体健康的程度。少数城市的混合污水灌区和大部分工矿灌区的饮用水源中重金属超标,饮用水的安全性下降。123.土壤污染对食品安全性的影响如果土壤受到污染,尤其是污荷超过它的自净化能力,农作物产量就会下降,甚至全部丧失。当进入土壤的污染物超过一定的量,致使土壤结构严重破坏,土壤中的微生物和小动物就会减少或死亡,此时农作物的产量会明显下降,收获的作物体内毒物的残留量很高,影响食用安全。土壤污染的途径主要是化肥、农药的施用和污灌,污染物进入土壤,并随之积累;土壤作为废物(垃圾、废渣和污水等)的处理场所,使大量有机的和无机的污染物质进入土壤;大气或水体中污染物质的迁移和转化也会带来土壤污染。土壤中的污染物质与大气和水体中的污染物质有许多相同。1314土壤污染重点有以下几类:重金属污染、农药残留污染农药和化肥过量施用。(1)重金属污染我国目前受重金属残留污染的耕地面积近2000万hm2,占总耕地面积的1/5。
重金属对土壤的主要污染途径是工业废渣、废气中重金属的扩散、沉降、累积,含重金属废水灌溉农田,以及含重金属农药、磷肥的大量施用。在土壤中重金属大多不能够被土壤微生物所分解,易在土壤中积累,在农作物中残留,严重地影响农作物的生长发育,导致产量和品质下降,并通过食物链在动物、人体内蓄积,对人体造成的危害常以慢性中毒和远期效应为主。15研究表明:重金属污染以镉最为严重,其次是汞、铅等,非金属砷的污染也不可忽视。当土壤Cd浓度高到一定含量时,水稻会出现受害症状,表现叶片失绿,出现褐色斑点与条纹;严重受害的,根系少而短,根毛发育不良。重金属除了在农作物中积累以外,对蔬菜品质也产生严重影响,重金属元素通过抑制蔬菜植物细胞分裂和生长,刺激和抑制一些酶的活性,影响组织蛋白质合成,降低光合作用和呼吸作用,伤害细胞膜系统,从而影响蔬菜的生长和发育。161718(2)农药残留污染农药
是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源于生物、其他天然物质的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。按用途可将农药分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂、杀鼠剂、落叶剂和植物生长调节剂等类型。按化学组成及结构可将农药分为有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、有机氯、有机砷、有机汞等多种类型。1920由于农药的大量广泛使用,不仅通过食物和水的摄入、空气吸入和皮肤接触等途径对人体造成多方面的危害,如急、慢性中毒和致癌、致畸、致突变作用等,还对环境造成严重污染,使环境质量恶化,物种减少,生态平衡破坏。进入环境中的农药,可通过多种途径污染食品。进入人体的农药据估计约90%是通过食物摄入的。食品中农药残留的主要来源有:施用农药对农作物的直接污染;农作物从污染的环境中吸收农药,尤其是从土壤和灌溉水中吸收农药;通过食物链污染食品。此外,使用熏蒸剂等对粮食造成的污染,粮食储存加工、运输销售过程中的污染,事故性污染等都可以导致农药污染食品,造成食品安全问题。2122
我国农田土壤农药污染十分严重,其主要原因是由于在我国农药品种结构中,具有高毒和“三致性”的杀虫剂占全部农药的40%以上,尤其在不少国家已禁用或限用的甲胺磷竟占我国农药产量的20%,另一方面,由于农药使用者缺乏农药知识和安全用药技术,长期、大量、不合理地使用甚至滥用农药。目前,我国约有87万~107万hm2的农田土壤受到农药污染,种植在农药污染的土壤上的作物从土壤中吸收累积农药。23我国在粮食、油料、蔬菜水果、茶叶、中草药等食品中都有农药检出现象。尤其是农药对蔬菜的污染,随着我国温室、大棚蔬菜种植面积的迅速发展,蔬菜病虫害不断加重,化学农药使用量逐年增加,北方保护地蔬菜用量更大。蔬菜不像水果和粮食,有一定的成熟期,可以规定施药时间,而蔬菜自幼苗时便可食用,且部分蔬菜不能去皮,经洗涤后直接烹调食用,甚至生食。据资料统计,世界人均年消费蔬菜102kg,目前我国人均消费蔬菜114kg,因此,如果人们长期食用残留一定农药的蔬菜,则会造成慢性中毒和其他不良反映。2425因此,加强农药生产和经营管理;综合防治病虫害,降低农药用量;科学、安全、合理使用农药,控制污染源;制定和严格执行食品中农药残留限量标准,加强食品中农药监测;制定合适的政策,开发新品种;都是减少农药污染的措施。要求蔬菜生产基地必须无公害、无污染;加强蔬菜区农药管理,严禁在城郊确定的蔬菜基地销售高毒、高残留农药;蔬菜生产禁止使用高毒高残留农药;禁止受污染的有毒有害蔬菜进入市场;开发高效、低毒、低残留农药品种,实行综合治理等。农田农药污染重在防治,以从根本上减少农药用量,减轻环境污染。对已被农药污染土壤进行修复是很重要的。26(3)化肥过量施用
过量施用化肥,或者偏施某一种化肥,不重视有机肥和无机肥的合理配合使用,或者将其直接排入水体等,均会导致局部地区严重的生态环境问题。化肥施用是土壤污染的一个重要来源。过量施肥能够引起土壤酸化和板结,频繁施用氮肥能直接影响土壤中硝酸盐的含量水平。植物体内可能积累过量的硝酸盐,这种积累对作物本身无害,但却对人畜产生危害,特别是亚硝酸盐,其毒性要比硝酸盐高10倍。尽管硝酸盐本身毒性不大,但它在人体肠胃中经硝酸还原细菌的作用会转化成亚硝酸盐,从而可能引起人体血液缺氧中毒反应,导致患有高铁血红蛋白血症,甚至引起窒息和死亡。
272829蔬菜是一种容易富集和残留硝酸盐污染的作物。人体摄入的硝酸盐有81.2%是来自蔬菜,而施入土壤中的各种氮肥又是蔬菜累积硝态氮的主要来源,在新鲜蔬菜中,亚硝酸盐的含量通常低于1mg/kg,而硝酸盐的含量却可达1000~6000mg/kg以上。世界各国都在研究和筛选低富集硝酸盐的蔬菜品种,并通过控制氮肥的用量和时间、调节营养元素平衡、制定标准和改变食用方式等措施,以减轻硝酸盐积累对人体的危害。各国都规定了硝酸盐和亚硝酸盐的食品限量标准,世界卫生组织在1973年规定硝酸盐的限量指标为5mg/kg,亚硝酸盐为0.2mg/kg。30硝酸盐和亚硝酸盐是N-亚硝基化合物(NOC)的前体物,N-亚硝基化合物是对动物具有较强致癌作用的一类化学物质,已研究的300多种亚硝基化合物,其中90%具有致癌性。一般蔬菜中的硝酸盐含量较高,而亚硝酸盐含量较低,但在腌制不充分的蔬菜、不新鲜的蔬菜、泡菜中则含有较多的亚硝酸盐(其中的硝酸盐在细菌作用下,转变成亚硝酸盐)。人类许多的肿瘤可能都与亚硝基化合物有关。人类接触N-亚硝基化合物的途径还有化妆品、香烟烟雾、农药、化学药物以及餐具清洗液和表面清洁剂等。N-亚硝基化合物,除具有致癌性外,还具有致畸作用和致突变作用。31此外,化肥、污泥、垃圾等物质也产生酚、镉或其他的重金属污染土壤,使生长在土壤中的农作物的籽粒中有害物质含量超过食品卫生标准,这也是影响食品安全的隐患。因此,应当针对不同土壤生态条件的特点,制定相应对策,科学合理地使用化肥,充分有效地发挥其肥效,尽量减轻和避免对环境的不良影响。在环境对食品的污染因素中,当进入环境中的放射性物质增加时,放射性物质也会通过水体、大气、土壤向水生生物、动物、植物体内转移,进而通过食物链进人人体,威胁人类的健康。32除了滥用化肥、农药在农业食品生产过程中可以人为造成食品污染外,兽药和饲料添加剂的不合理使用,食品生产加工过程中由于滥用食品添加剂、人为掺杂、掺假,以及不洁的食品卫生条件等因素都可以引起食品安全问题。兽药和饲料添加剂对食品的污染主要是对动物性食品原料的污染,目前对人畜危害较大的兽药及药物饲料添加剂主要包括抗生素类、磺胺类、呋喃类、抗寄生虫类和激素类药物。(二)人为因素33瘦肉精——盐酸克伦特罗
2006年9月13日以来,上海市发生多起因食用猪内脏、猪肉导致的瘦肉精食物中毒事故,截至9月16日已有300多人次到医院就诊。“瘦肉精”学名叫盐酸克伦特罗,是一种平喘药。添加到饲料里,可提高猪的瘦肉率,现已禁用。瘦肉精含量过大或无病用药可能出现肌肉震颤、头晕、呕吐、心悸等中毒症状,对于患有高血压、心脏病的人来说危险性极大。
2011年3·15特别节目《“健美猪”真相》报道,河南孟州等地养猪场采用违禁动物药品“瘦肉精”饲养,有毒猪肉有部分流向河南双汇集团下属分公司济源双汇食品有限公司。34“瘦肉精”(盐酸克伦特罗)引起的食物中毒是近年来药物残留影响食品安全的典型案例,“瘦肉精”添加在禽畜饲料里可以使猪、鸡、鸭等家禽减少脂肪,加速蛋白质合成,增加瘦肉含量,人吃了这样的“瘦肉”会出现心慌、头疼、恶心、呕吐等药理反应,对身体危害极大。此外,蜂蜜、牛奶中的抗生素残留等都会影响动物性食品原料的安全性。35(三)技术因素食品在生产、加工、包装、贮存、运输过程中,由于设备不规范、技术落后,交叉污染也有可能存在食品污染因素,引起食品安全性问题。36(四)消费因素部分人群消费能力较低,多在无牌无证饮食门店进行消费,饮食安全难以保障,成为发生食物中毒事件的高危人群。一些消费者在购买农产品时,往往存在误区,认为面粉越白越好,大米越亮越好等,于是,有人就将激素、色素、增白剂等掺入其中。因此,一些小食品企业、家庭作坊式的食品加工场所为了赚钱不择手段,压级、压价,甚至采取非法手段,如豆芽用激素催生,面粉用吊白块增白,腊肠中使用死猪肉,使得食品安全问题层出不穷。37毒豆芽
2011年4月17日凌晨,沈阳市公安局端掉一毒豆芽加工窝点,在该窝点内查获使用有害非食品添加剂制成的豆芽2吨,半成品8吨,老板称这种豆芽“旺季每天可售出2000斤。有数据指出沈阳市场上近三分之一是毒豆芽。了让食物更加漂亮、增加黄豆发芽率,这些豆芽里被加入了尿素、恩诺沙星等违法添加剂。其中尿素用量超标27倍;恩诺沙星是一种抗生素,一般用在动物身上;6-苄氨基腺嘌呤长期食用则会在人体内产生可致癌的亚硝酸盐。38(五)管理因素我国虽已颁布各种食品安全法律法规,但并未形成威慑力。同时,由于政出多门,各自为政,造成有法不依;管理不到位,客观上纵容了某些食品企业的不规范行为。在食品的种植、养殖和生产环节的监控上缺乏行之有效的手段,食品源头污染难以控制。为此,有关专家表示,要真正杜绝食品不安全因素,必须加强对食品源头的安全管理,健全法律法规体系,加大监管力度,提高食品生产经营企业的法制意识和社会公众的食品安全意识。
39从以上内容可见,在食品安全影响因素中,最主要的环境因素,尤其环境中的致病微生物。特别是作为食品生产第一级的种植业生产(农作物是食物链的第一营养级)是环境(因素)作用于食品安全的最主要载体;而作为食品生产要素人工投入的环境因子(农药、化肥等)对食品安全也具有重要责任。而造成食品安全的人为因素、技术因素、消费因素以及管理因素等几个方面,基本上在食品从原料形态经过产品形态再到商品形态的过程,即主要是在食品的加工环境和食品的流通环境过程中由于技术、设备、卫生或人为因素所带来的食品安全问题。40二、加工环境对食品安全的影响食品加工环境生物性污染滥用食品添加剂食品加工的其他环境因素41近几年来在食品加工过程和流通过程中由于各种因素造成的食品安全问题也很严峻,例如苏丹红事件、在产品里加明矾、加一些有毒的漂白物质等问题。食品在生产、加工、贮存、运输和销售的过程中有很多污染的机会,会受到多方面的污染。污染后有可能引起具有急性短期效应的食源性疾病或具有慢性长期效应的长期性危害。一般情况下,食品加工环节对食品安全性的影响也就是常见的主要食品卫生问题,主要是由食品加工过程不同环节的污染物所引起的。42苏丹红
2005年3月一则消息引起了全国的震动:亨氏美味源(广州)食品有限公司生产的“美味源”牌辣椒酱被检出“苏丹红一号”,随后肯德基快餐食品的调料在检查中被发现含有“苏丹红一号”成分。很多中国人由此次的苏丹红事件开始关注我国的食品安全性问题。食品中添加苏丹红的主要目的是为了增加红色,以掩盖天然辣椒素光照褪色的缺点,使辣椒制品长期保持鲜红的颜色。正是由于苏丹红具有染红其他食品的功能,加上价格低廉,很快在印度等国率先被不法商家添加到食品中去。43(一)食品加工环境生物性污染对食品安全性的影响食品的生物性污染包括微生物、寄生虫、病毒和昆虫的污染。在食品加工、贮存、运输、销售、直接食用的整个过程中,每一个环节都可能受到生物性污染,危害人体健康。所以,生物性污染是影响食品安全性的重要因素。目前,在各类食品安全问题中,微生物污染造成的食源性疾病(食物中毒)是我国食品安全中最突出的问题。441.细菌对食品安全性的影响细菌可以通过食品原料本身的污染影响食品安全性;食品加工过程中原料和成品的交叉污染以及和车间卫生、加工设施、从业人员个人卫生等不良状况也能造成食品的细菌污染;食品贮存不当、运输和销售中的污染以及包装封口破损等也可能造成细菌污染。45食物的细菌污染,可能引起细菌性食物中毒,食品中所携带的细菌在不适当的温度下存放,或者食物中的水分活度、pH及营养途径适宜时可以使食物中的致病菌大量繁殖并产生毒素,病原菌及其毒素进入体内就可能造成细菌性食物中毒。引起中毒的细菌类型主要有沙门氏菌属、致病性大肠杆菌、肉毒梭菌、副溶血性弧菌、金黄色葡萄球菌、假单胞菌属等。46
2.真菌及真菌毒素对食品安全性的影响真菌在自然界中广泛存在,有些真菌被应用于食品工业中,如酿酒、制酱、面包制造等,但有些真菌也通过食品给人体健康带来危害。在玉米、大米、花生、小麦等食物中都有被真菌污染的事例。真菌及真菌毒素污染食品可以引起食品变质,也可以产生毒素引起中毒。最常见的就是其中的霉菌毒素通过被霉菌污染的粮食、油料作物以及发酵食品等引起的中毒现象。据统计全世界每年平均有2%的谷物由于霉变不能食用。霉菌毒素中毒往往表现出明显的地方性和季节性,临床表现较为复杂,有急性中毒、慢性中毒以及致癌、致畸和致突变等。
47霉菌及其产生的毒素对食品的污染以南方多雨地区为多见,目前已知的霉菌毒素有200余种,不同的霉菌其产毒能力不同,毒素的毒性作用也不同,按其化学性质可分为肝脏毒、肾脏毒、神经毒、细胞毒及类似性激素样作用。与食品关系较为密切的霉菌毒素有黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、杂色曲霉毒素、黄天精、橘青霉素、展青霉素、玉米赤霉烯酮、丁烯酸内酯等。483.病毒对食品安全性的影响动物性食品是人类膳食的主要组成部分,近年来在世界各地流行的动物疫病也是造成食品安全的一大隐患,口蹄疫、疯牛病、禽流感的几次流行几乎使人们闻禽色变。一些病毒能够以食物作为载体引起病毒性疾病,例如,病毒性肠胃炎和病毒性肝炎。口蹄疫病毒、禽流感病毒等都可以通过食物将疾病传播到人体。除了以上几类因素外,寄生虫、昆虫等也能通过食品污染对人体健康造成一定的危害。49(二)滥用食品添加剂对食品安全性的影响食品添加剂主要有:着色剂、防腐剂、甜味剂、酸味剂、发色剂、漂白剂、保藏剂等。长期(或超量)使用食品添加剂,会致癌、产生遗传毒性,并在人体内残留、破坏新陈代谢等。在食品加工过程中,添加一定限量的食品添加剂对人体是安全的。50滥用柠檬黄等加工情人梅51但在实际生活中,过量添加食品添加剂的现象比较严重,例如:为了使面粉更白,曾有在面粉中超限量添加增白剂“过氧化苯甲酰”;在腌菜中超标量多倍使用苯甲酸;在饮料中成倍超标使用的化学合成甜味剂;在熟食品、卤制品中过量添加人工合成色素、亚硝酸盐等。还有的是违法添加对人体有严重危害的化学制品,为了达到漂白、防腐、增加重量等目的,一些餐饮店、超市和菜市场所售的海蜇皮、牛百叶、鸡爪、蹄筋、海参、墨鱼、章鱼等水产食品中不同程度地掺进了甲醛,用甲醛加工的水产品,色白且亮,肉厚硬脆,口感增加,而食品一旦添加甲醛后即使反复清洗、烹调后也无法根除。52当人体长时间吸入或摄入低浓度的甲醛,将出现食欲不振、头痛、失眠、乏力、视力减退并影响肝肾功能;吸入高浓度甲醛会引起黏膜坏死、肺炎、喉头水肿、窒息而危及生命;为使馒头、包子增白使用SO2;为改善米粉、腐竹口感使用“吊白块”(一种化工原料,学名甲醛次硫酸氢钠);为使大米、饼干增亮使用矿物油等。因此,要确保食品添加剂使用安全,必须加强食品添加剂管理,包括食品添加剂的毒理学评价、食品添加剂食用量标准的制定、标准的审批,生产或使用食品添加剂审批手续、食品添加剂新品种的审批等。
53二、食品添加剂种类及对食品安全的影响
1、世界各国部分已禁止使用的食品添加剂。(1)苏丹红(Sudanred)人工合成红色染料,亲脂性偶氮化合物,主要用于工业染料,
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种类型。
致癌物,主要损害肝脏,其次脾脏、膀胱等,还有遗传毒性和致敏性。
1995年欧盟、中国等已禁止将苏丹红用于食品。54“苏丹红一号”降解反应产物苯胺具有致突变性和致癌性
55含有苏丹红成分的食品56(2)溴酸钾(potassiumbromate)白色结晶粉末,易溶于水,曾用作面粉改良剂,可改变面筋强度、弹性、伸展性、稳定性。
1992年JECFA提出溴酸钾具致癌性,现已被禁用于食品。我国2005年7月1日起禁止使用于食品。57(3)甲醛(formaldehyde)曾用于防腐,但其具有细胞原生质毒性,可致癌,与核酸的氨基、羟基结合使之失活。
2004年6月15日WHO发布公告称甲醛致癌,禁用于食品。58(4)吊白块(sodiumformaldehydesulfoxylate)为甲醛次硫酸氢钠制剂,曾于食品漂白,但其可通过分解释放出甲醛而对肾脏、肝脏有损害,并有致癌性。我国1989年起禁用于食品。59(5)β-萘酚(β-naphtol)其对丝状菌和酵母有抑制作用,曾用于酱油防腐,但可引起神经系统和多个器官损害,还可致癌。(6)水杨酸(salicylicacid)、硼酸(boricacid)、硼砂(曾用于肉、人造奶油防腐)、硫酸铜(coppessulfate)、黄樟素(safrole)及类似物、香豆素(coumarin
)、过氧化苯甲酰、过氧化钙等。60国家质检总局2011.11发布公告,从即日起,禁止对羟基苯甲酸丙酯等33种产品作为食品添加剂生产、销售和使用。
据了解,33种产品涉及对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丙酯钠盐、噻苯咪唑、次氯酸钠、二氧化氯、过氧化氢、过氧乙酸、氯化磷酸三钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、1-丙醇、4-氯苯氧乙酸钠、6-苄基腺嘌呤、单乙醇胺、二氯异腈氰尿酸钠、凡士林、硅酸钙铝、琥珀酸酐、己二酸、己二酸酐、甲醛、焦磷酸四钾、尿素、三乙醇胺、十二烷基二甲基溴化胺(新洁尔灭)、铁粉、五碳双缩醛、亚硫酸铵、氧化铁、银、油酸、脂肪醇酰胺、脂肪醚硫酸钠。
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6、食品漂白剂(bleachingagent)的安全破坏或抑制食品中的发色因素,使其褪色或使食品免于褐变的物质,称食品漂白剂。①氧化型漂白剂、②还原型漂白剂。
GB—2760批准使用的漂白剂:二氧化硫、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、低亚硫酸钠、亚硫酸钾、硫磺等。62(1)还原型漂白剂主要是亚硫酸及其盐类,具有一定的还原能力。通过其产生的SO2
而发挥漂白、抑菌、防腐和抗氧化作用。
亚硫酸盐过量,引起过敏性疾病、哮喘、破坏VB
、致癌等。食品中还原性漂白剂存在时,才能发挥漂白作用,一旦消失,则因空气中氧存在再次生色。
ADI值0~0.7mg/(kg体重·d)(FAO/WHO1994),在控制用量同时严格控制SO2残留量。63作用机理:①亚硫酸被氧化时可将着色物质还原退色。②亚硫酸可抑制氧化酶活性,从而抑制酶褐变。③亚硫酸抑制细菌中还原酶必须的双硫结合键,生成亚硫酸键加成化合物,从而影响微生物呼吸作用,起到抑菌防腐作用。6465(2)氧化型漂白剂过氧化苯甲酰、过氧化钙,用作面粉处理剂,但我国自2011年5月1日起禁止使用。小麦粉中含胡萝卜素显色,过氧化苯甲酰氧化作用破坏β-胡萝卜素的共轭双键,增加面粉的白度。但也破坏了VA、VB、VE等营养成分,且水解后产生的苯甲酸残留面粉,可进入人体,过量对人有害,引起恶心头晕、神经衰弱等。另过氧化苯甲酰还含有微量砷、铅等重金属。欧盟、中国禁用于食品,美国≤50mg/kg,FAO≤75mg/kg。6667(三)食品加工的其他环境因素对食品安全性的影响一种食品从农场到餐桌,要经过生产、加工、流通等诸多环节。加工食品使用劣质原料给食品安全性造成极大隐患。例如,用病死畜禽加工熟肉制品;用“地沟油”加工油炸食品等。除了原料本身和大环境对食品安全性有影响外,食品加工环境及其运输、销售环境对食品安全性影响也很大。681.食品加工、生产设备、贮存污染产生的食品安全性问题食品加工过程中可能产生的有毒有害物质引起的污染,如烟熏火烤食品可能产生苯并芘、腌制食品中可能产生亚硝胺等;高含油食品在高温油炸以及流通过程中会发生一些氧化、水解、聚合、裂解等化学反应,产生一系列的物质,其中包括过氧化物、多环芳香族化合物等,这些物质进入人体会产生危害作用。食品的生产和贮藏过程中还会受到微生物及病毒污染。69油炸熟化技术油炸食品由于其色、香、味齐全,外加松脆,受消费者尤其儿童喜爱然而油炸是在高温沸油中进行,可能带来食品安全问题。如生马铃薯和煮熟马铃薯中不含丙烯酰胺,但其中主要氨基酸——天冬氨酸是丙烯酰氨前体,高温油炸时经过美拉德反应形成丙烯酰胺。70某些烹调方法(如烤、烧、炸等)还可能产生有毒有害物质。(1)油脂氧化产生PAH(多环芳烃化合物);(2)蛋白质、氨基酸氧化分解产生杂环胺。71丙烯酰胺无色、无臭水溶性有机物,易被消化道、皮肤、肌肉等吸收。
丙烯酰胺可引起急性、亚急性和慢性中毒。①急性中毒主要危害中枢神经系统,使小脑共济失调。②慢性中毒主要危害周围神经系统,使小脑功能障碍。③还具有一定致癌、致突变性。最近有研究表明,油炸前添加39%柠檬酸、甘氨酸可减少丙烯酰胺的生成。72在食品生产加工过程中,由于不良的加工工艺或容器使用不当,造成有害金属物质溶出而污染食品,如采用电镀(含镉)的容器、蓄水池及水管是饮料(包括水)中镉含量高的主要原因,食品加工、储存、运输等过程中使用和接触的机械、管道、容器以及添加剂中含有的有毒有害金属元素导致食品的污染。食品中的铅来自污染原料本身、加工污染用水、接触食品的管道、容器、包装材料、器具和涂料等。如锡酒壶、锡箔、劣质陶瓷、马口铁罐或导管镀锡和焊锡不纯等,均会使铅转移到食品中。食品贮藏过程中也可能出现有害物质的产生和生物污染,比如谷物食品的贮藏熏蒸引起的磷化氢污染等。73
蒸馏技术一般用于提取或纯化一些有机成分。蒸馏过程中由于高温及化学酸碱试剂的作用,产品易受到金属蒸馏设备溶出重金属离子的污染,同时可能存在副产品污染问题。如酒精生产过程中馏出物中含有甲醇、杂醇油、铅等的混入。74
发酵技术(1)发酵生产中不同程度产生一些有害副产品,如酒精发酵产生甲醇、杂醇油等。(2)染菌或代谢异常,有可能在发酵产品引入有害物质。(3)某些发酵菌如曲霉,发酵过程中可能产生某些毒素。(4)某些发酵添加剂本身就是有害物质。(5)通气发酵过程中,如空气过滤器发生问题,会造成空气污染,发酵异常。(6)发酵罐涂料若受损,罐体自身金属离子溶出,造成产品中某些金属离子超标污染。75
焙烤和冰淇淋用的氢化油技术饼干、面包、奶油、蛋糕、咖啡伴侣、冰淇淋生产中常使用类似奶油的原料(“起酥油”和“人造奶油或氢化植物油”),此类原料中含较多反式脂肪酸。
反式脂肪酸对人体有害:①促进动脉硬化、②干扰婴幼儿发育、③诱发Ⅱ型糖尿病、④大脑功能衰退、⑤减少男性荷尔蒙分泌等。76不饱和脂肪酸进行氧化处理,打开双键接入氢原子,部分形成单键饱和状态,可改变油脂物理性能。若两氢原子均在双键一侧,则为顺式不饱和脂肪酸,顺式脂肪酸的油脂熔点低、呈液态。若两氢原子在双键两侧,则为反式不饱和脂肪酸,反式脂肪酸的油脂熔点高、呈固态或半固态。77
清洗消毒技术常用洗涤剂、消毒剂,可能会产生危害:①化学药品本身有毒。②化学药品发生变性(高温、高压、强酸、强碱等环境)变成有毒物质。③化学药品对设备有腐蚀作用。如含氯离子高的清洗剂(次氯酸钠)对不锈钢设备有腐蚀,产生一些金属离子,溶出后污染食品。78啤酒发酵常用甲醛对设备进行消毒和将其作为加工助剂,要求使用后被消除,然而会有残留。甲醛与啤酒大麦芽中多酚物质结合,有效降低啤酒色度,避免多酚物质与蛋白质结合产生沉淀,可大大缩短出酒时间。目前大多数已用天然消毒剂和吸附剂替代甲醛作加工助剂。792.食品包装、运输、销售环境对食品安全性的影响(主要是散装食品)食品运输过程中,由于运输工具不洁,运输人员操作不当,或使用装运过化工原料等有害物质的车船运输食物或与食物混运等均会引起食品的污染。从销售来看,散装食品存在着影响食品安全性的环节。首先是环境差,无论是加工环境还是销售环境,卫生条件都达不到标准。其次是原辅材料质量难以控制。80食品包装在给食品的生产、储藏、搬运、销售、消费取用带来方便的同时,也可能给食品卫生带来安全隐患。①包装工艺操作不当带来二次污染。②不符合食品卫生安全的材料本身含有有毒有害成分。81三、各种食品包装材料对食品安全的影响
1、塑料包装材料对食品安全的影响不安全因素:①原料树脂本身有一定毒性。②树脂中有毒单体、裂解物及老化产生的有毒物。③制造过程中添加的稳定剂、增塑剂、填充剂、着色剂、抗氧化剂、发泡剂、抗静电剂、润滑剂等添加剂有毒。④包装容器表面微生物及微尘杂质污染。⑤回收料再利用时已附着一些污染物污染。⑥表面印刷油墨污染。8283(1)热塑性塑料包装材料①聚乙烯和聚丙烯塑料聚乙烯(polyethylene,PE)是乙烯单体的聚合物,聚丙烯(polypropylene,PP)主要成分是聚丙烯树脂。PE、PP阻水、阻湿性能好,但耐酸、耐碱、耐油性较差。
PE、PP都是氢饱和的烯烃,化学稳定性好,与其它元素相溶性差,加工时一般不需添加稳定剂等添加剂,本身无毒,使用较安全。
PE、PP不宜用于盛装油脂,因其耐油脂性差。
PE、PP再生制品来源复杂,污染残留物难以除去,再加工时还使用深色颜料,所以再生制品禁用于食品包装。84②聚苯乙烯(polystyrene,PS)塑料
PS是苯乙烯单体的聚合物,属长链聚烷烃类。能耐一般的酸、碱、盐、有机酸、低级醇,但阻湿、阻气、耐冲击、耐热性能差。
透明PS和发泡PS
苯乙烯单体(甲苯、乙苯、异丙苯等)及其热解产物有毒并能向食品迁移。美国规定PS中苯乙烯单体应小于1%,英国、荷兰等国规定PS中苯乙烯单体应小于0.5%,中国目前尚未作规定。85③聚氯乙烯(polyvinylchloride,PVC)塑料
PVC由聚氯乙烯树脂加入增塑剂、稳定剂等添加剂组合制成。
PVC本身无毒,其中的氯乙烯单体、添加剂及其热解产物对人体有害,所以PVC不得用于食品用具等直接接触食品的包装材料。
PVC中的氯乙烯单体可与DNA结合产生毒害作用,有麻醉和致畸毒性,出现神经衰弱、四肢麻木疼痛等综合症。86(2)热固性塑料包装材料①三聚氰胺(蜜胺):氰胺与甲醛聚合物。②脲醛树脂(电玉):尿素与甲醛聚合物。③酚醛树脂:苯酚与甲醛聚合物。有可能含有未充分反应的游离甲醛,能游离出甲醛而迁移入食品。甲醛:细胞原生质毒性,对神经系统、免疫系统、肝脏等产生严重毒害,还有“三致”毒性。87(3)塑料包装用的着色剂和油墨着色剂和油墨有不同程度的毒性,处理不当会污染食品。一般要求着色剂、油墨不要直接与食品接触。88
2、橡胶包装材料对食品安全的影响(1)天然橡胶制品以异戊二稀为主要成分的天然高分子化合物。在人体内不被酶分解也不吸收,一般认为对人体无毒害作用。但加工制成产品时需要添加一些化学合成添加剂,这些化学添加剂向食品迁移便可产生毒性。(2)合成橡胶制品品种较多,如丁腈橡胶、丁二烯橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶等。合成橡胶属高分子聚合物,其未聚合的单体可迁移食品产生毒害。89
3、陶瓷、搪瓷、玻璃包装材料对食品安全影响(1)陶瓷、搪瓷制品安全问题来源于釉彩,制作釉彩时大多使用无机金属颜料,如镉Cd、锰Mn、铅Pb、钛Ti、锑Sb、钡Ba、锡Sn、砷As等氧化物及其盐类。90彩色陶瓷、搪瓷制品使用注意事项:①新彩色陶瓷、搪瓷制品,用食醋浸泡一段时间或加热煮沸,使颜料中重金属溶于酸性溶液,再用清水反复冲洗。②不宜长时间盛放牛奶、咖啡、啤酒、果汁及其它酸性食品,不宜高温蒸煮。③婴幼儿慎用彩色陶瓷、搪瓷制品919293(2)玻璃制品玻璃制品耐酸、耐碱、化学稳定性好、无毒无味,但着色剂会含有重金属,这些重金属会迁移到食品产生危害。
水晶玻璃制品中氧化铅含量高达20~30%,如用来盛酒,则铅会移入酒中,用水晶玻璃装酒有“美丽的毒品”之称。另外,玻璃易碎,玻璃碎片是重点防范的异物之一。9495
4、金属包装材料对食品安全的影响(1)铝制品铝可在神经细胞中大量滞留,引起神经递质缺乏症,体内积累过多,可出现智力下降,记忆力减弱、老年痴呆等,还可表现肝、肾、造血和细胞毒性等。使用铝制品注意事项:①铁锅配铝铲、铝勺会使食品中铝含量增加。②不宜用铝制餐具长时间存放饭菜和含盐、酸、碱的食物。9697(2)不锈钢制品不锈钢:铁铬合金再掺入镍、钼、钛、钒等微量元素制成。不锈钢制品安全问题来自掺入的微量元素及铬,它们会溶出进入食品中。不锈钢制品使用注意事项:①不宜长时间盛放酱油、醋、酒、菜汤等,因其中含有电解质,可使有毒金属元素溶出污染食品。②不可用来煲中药,因中药中含生物碱、有机酸等成分,发生化学反应,使中药失效,甚至产生某些毒物。9899
5、食品包装用纸多种包装材料使用纸制品。(1)原料:木桨、草浆、棉浆、废纸回收等。(2)添加剂:硫酸铝、氢氧化钠、亚硫酸钠、次氯酸钠、松香、滑石粉等。100
纯净原纸无毒,但:①原材料可能有农药残留污染;②加工过程使用的添加剂如荧光增白剂、加工助剂等可能残留污染;③回收废纸含有化学污染和微生物污染;④浸蜡包装纸的多环芳烃污染;⑤印刷油墨污染。101102
6、食品容器涂料(1)环氧树脂涂料。
二酚基丙烷(双酚A、PBA)与环氧氯丙烷聚合而成。但需加固化剂才能成膜。安全问题:①双酚A的雌激素样作用②未参加聚合的固化剂有一定毒性,如刺激皮肤、黏膜引起过敏。103(2)过氯乙烯涂料及环氧酚醛涂料①过氯乙烯涂料以过氯乙烯树脂为原料,配以增塑剂,涂刷后高温成膜。
氯乙烯单体、增塑剂有一定毒性。②环氧酚醛涂料,加热烘烤成膜。含有少量的游离酚和甲醛具有一定毒性。104(3)聚四氟乙烯树脂涂料及生漆涂料①聚四氟乙烯树脂涂料有塑料王之称,聚四氟乙烯树脂配以助剂,涂刷加热烘烤成膜。聚四氟乙烯树脂涂料为防粘涂料,可能含有铬。②生漆,中国特有,属国漆。自然干燥成膜。主要成分为漆酚,可能游离酚向食品迁移。105
7、食品用复合包装材料
纸、塑料、金属箔等组合而成。安全问题:①原材料本身含有有毒物质。②粘合剂(常用聚氨酯型粘合剂)含有甲苯二异氰酸酯(TDZ)加热时会迁移至食品中水解生成致癌性的2、4氨基甲苯(TDA)。106第二节食品加工对环境的要求一、食品加工周边的环境要求二、食品加工车间的环境要求三、食品贮运的环境要求四、食品质量安全市场准入制度对环境的要求五、食品企业通用卫生规范对环境的要求107高质量的食品是在生产过程中产生的。ISO9000侧重于企业的产品质量和管理体系,而ISO14000侧重于企业的生产活动和产品对环境的影响。食品加工过程中的各个环境因素都可能影响到食品的质量安全,因此,对从事食品加工的企业环境条件有着不同的要求。一、食品加工周边的环境要求108一、食品加工周边的环境要求一个食品加工企业在建厂时就应该从选址、工厂的设计、设施等方面进行环境综合考虑,食品工厂的建设不仅要求经济上合理、技术上先进,而且更要保证工厂建成后能生产出在产量和质量上均能达到规定标准的产品,各项经济指标应达到国内同类工厂的先进指标或国际先进水平,并在“三废”治理及环境保护等方面符合国家的有关法律规定。所以从食品加工企业的厂址选择来看,周边环境非常重要,食品加工对周边环境主要有如下要求:109(1)食品加工厂周边不得有粉尘、烟雾、灰沙、有害气体、放射性物质和其他扩散性污染源,食品加工厂应设置在粉尘、有害气体、放射性物质和其他扩散性污染源的影响范围之外,要避免周围的其他工厂的扩散性环境污染对食品加工企业带来的不利影响。(2)食品企业还要远离当地的生产化学性物质、生物性物质的厂矿企业,也要远离医院,以防其排出的有毒、有害废水、废气和废渣等物质对食品加工周边环境造成影响。
110(3)食品加工周边环境应通风、日照良好,空气清新,加工企业应在地势高燥、地面平坦而又有一定坡度、土质坚实的地面建设工厂。厂区一般向场地外倾斜至少达0.4°,基地应高于当地最大洪水水位0.5m以上,并应设在受污染河流以及有污水排放工厂的地势上方。(4)要有充足水源,水质符合国家生活饮用水水质标准,加工厂以靠近自来水管网较好,同时考虑自来水的供给以及水压是否符合生产需要。(5)食品加工厂区要远离有害场所,食品加工周边环境不得有垃圾场、废渣场、粪渣场以及其他有昆虫大量孳生的潜在场所。应距离粪坑、污水池、垃圾场(站)、厕所等污染源25m以上。111(6)食品加工场所岭建筑物与外界公路或通路应有防护地带,一般距离在20~50m,如达不到这个距离,在设计时要考虑食品车间与外缘公路有足够的距离。在防护带里应用树木和花草进行绿化,可以在夏季遮挡太阳向土壤的辐射,植物水分蒸发时消耗热能,使土壤及附近空气温度降低;在冬季有植被覆盖,使土壤及附近的空气温度较高。可以更好地改善周围的微小气候,减少灰尘,减弱外来噪声,美化环境,防止污染。(7)食品加工企业周边要有动力电源,电力负荷和电压有充分保证,以满足食品加工的需要,要考虑冷库、电热发酵等设施不能停电,必要时考虑备用电源。112(8)食品企业要避免生产过程中产生的废气、废水、废渣、噪声对周围居民的影响,不能紧靠居民区。(9)周边环境要便于食品生产中污水的排放、废弃物的处理,附近最好有承受污水流放的地面水体。(10)食品加工厂周边交通运输要方便。根据交通条件,厂址必须有相应的公路或水路、铁路运输条件。113食品加工车间是一个食品企业的主体部分,也是整个食品加工环境中对食品安全性影响最重要的场所。食品加工的重要环节基本上都是在加工车间完成的。因此,对食品加工车间的环境卫生必须严格控制。二、食品加工车间的环境要求114(1)食品加工车间的建筑结构、场所基础设施如地面、墙壁、天棚的所用材质要坚固耐用,达到卫生要求,要易于维修,易于保持清洁;车间内要有必要的排烟、排汽、防蝇、防尘、防鼠等基本设施,应能避免有害动物的侵入和栖息。(2)厂房按设备布局和生产工艺流程及所要求的洁净级别进行合理布局。同一厂房和邻近厂房进行的各项操作不得相互妨碍。做到人流、物流分开;原料与成品、半成品分开;生食品与熟食品分开;原料的接受、验收、原料预处理和原料保管全部生产加工过程直到成品入库要求在一条生产流水线上,杜绝生产加工过程的交叉污染。115(3)为确保食品加工车间环境和食品加工人员的表面清洁卫生,应当有相应的消毒、更衣、盥洗、采光、照明、通风、防腐、防尘、防蝇、防鼠、洗涤、污水排放、存放垃圾和废弃物的设施。①设备及器具的卫生与消毒:在生产加工的各个环节中,凡是与原料、辅料、半成品物料直接或间接接触的餐具、饮具和盛放直接入口食品的容器,使用前必须洗净、消毒,饮具、用具用后必须洗净,保持清洁。②食品加工车间地面及空间的卫生与消毒:在生产过程中,要对地面和空间进行彻底清洗、消毒。③人员的卫生与消毒:对加工车间的工人的工作服、胶鞋、手等进行严格的消毒,更衣间、消毒间应设置在靠近非污染作业区,确保进入清洁生产车间的工人能通过更衣间、消毒间。116(4)食品加工车间生产设备和环保设备是企业生产和保护环境的重要物质技术基础,设备的技术状态,与生产产品的数量、质量、经营效果和环境保护休戚相关。(5)食品加工车间生产食品所采用的生产工艺要能控制环境污染,尽可能把污染物消除在工艺生产过程中。要严格控制食品加工车间的生产过程,防止外来污染物污染。117(6)食品加工车间用水必须符合国家规定的相应水质卫生标准;食品工业用水因用途不同,对水质的要求也不相同,但均应达到饮用水标准。(7)食品加工车间对生产的直接入口的食品应当有小包装或者使用无毒、清洁的包装材料;食品包装材料必须符合国家标准有关的卫生标准,食品生产经营者不得使用不符合标准的食品容器包装材料及设备。(8)食品加工车间应具备消防设施,以防意外火灾发生。118
食品的贮存、运输环境关系到食品质量安全和食品的保质期,不同食品对贮运环境也有不同要求。
1.食品贮存的环境卫生的要求(1)不同食品的贮存环境不同,食品贮存场所的选择、建筑质量及储存条件应符合GB1101-1991的要求。(2)贮存食品的容器、工具、设备、库房要求清洁卫生、无毒、无害,并且能够防止食品污染和交叉污染。(3)在食品贮存过程中要严禁受到放射性物质或潜在性有害的合成化学品污染。(4)不同食品,贮存条件不同。
三、食品贮运的环境要求119
2.食品的运输环境卫生的要求(1)食品的运输工具、设备和条件必须安全、无害,保持清洁,防止食品污染。(2)食品装运应轻装轻卸,运输途中有垫、篷、盖等保护措施。(3)食品运输过程中,食品运输装备必须有篷有盖,并有明显标志,不得损坏包装,食品不得撒漏,食品要进行严格分类,不得混装,在运输时不得将成品与污染物同车运输。120国家质量监督检验检疫总局发布了《食品质量安全市场准入审查通则(2004版)》,于2005年1月1日开始施行。2010年8月23日国家质检总局公布了《食品生产许可审查通则》(2010版),原《食品质量安全市场准入审查通则(2004版)
》同时废止。四、食品生产许可审查制度对环境的要求121食品加工环境是对其质量起决定性作用的环节,《食品企业通用卫生规范》(GB14881-94)对食品加工环境所涉及的各个环节作了具体要求,以保证食品的安全性。五、食品企业通用卫生规范对环境的要求1221.采购(1)采购原材料应按该种原材料质量卫生标准或卫生要求进行。(2)购入的原料,应具有一定的新鲜度,具有该品种应有的色、香、味和组织形态特征,不含有毒有害物质,也不应受其污染。(3)某些农、副产品原料在采收后,为便于加工、运输和贮存而采取的简易加工应符合卫生要求,不应造成对食品的污染和潜在危害,否则不得购人。(4)采购人员应具有简易鉴别原材料质量、卫生的知识和技能。(5)盛装原材料的包装物或容器,其材质应无毒无害,不受污染,符合卫生要求。(6)重复使用的包装物或容器,其结构应便于清洗、消毒。要加强检验,有污染者不得使用。1232.运输(1)运输工具(车厢、船舱)等应符合卫生要求,应备有防雨、防尘设施,根据原料特点和卫生需要,还应具备保温、冷藏、保鲜等设施。(2)运输作业应防止污染,操作要轻拿轻放,不使原料受损伤,不得与有毒、有害物品同时装运。(3)建立卫生制度,定期清洗、消毒,保持洁净卫生。124
3.贮存(1)应设置与生产能力相适应的原材料场地和仓库。①新鲜果蔬原料应贮存于遮阳、通风良好的场地,地面平整,有一定坡度,便于清洗、排水,及时剔出腐败、霉烂原料,将其集中到指定地点,按规定方法处理,防止污染食品和其他原料。②各类冷库,应根据不同要求,按规定的温度、湿度贮存。③其他原材料场地和仓库,应地面平整,便于通风换气,有防鼠、防虫设施。125(2)原料场地和仓库应设专人管理,建立管理制度,定期检查质量和卫生情况,按时清扫、消毒、通风换气。①各种原材料应按品种分类分批贮存,每批原材料均有明显标志,同一库内不得贮存相互影响风味的原材料。②原材料应离地、离墙并与屋顶保持一定距离,垛与垛之间也应有适当间隔。③先进先出,及时剔出不符合质量和卫生标准的原料,防止污染。1264.工厂设计与设施的卫生要求5.工厂的卫生管理6.生产过程的卫生要求7.卫生和质量检验的管理8.成品贮存、运输的卫生要求9.个人卫生与健康的要求127第三节食品加工对环境的检测一、食品加工环境监测概述二、大气污染检测三、水质污染检测四、微生物的检测128(一)环境监测
环境监测是以环境为对象,运用物理的、化学的和生物的技术手段,对其中的污染物及其有关的组成成分进行定性、定量和系统的综合分析,以探索研究环境质量的变化规律。环境监测是环境保护的基础工作,其主要内容包括:大气环境监测、水环境监测、土壤环境监测、固体废弃物监测、环境生物监测、环境放射性监测和环境噪声监测等。其任务是要对环境样品中的污染物的组成进行鉴定和测试,并研究在一定历史时期和一定空间内的环境质量的性质、组成和结构。一、食品加工环境监测概述129(二)食品工厂环境监测1.食品工厂环境监测的内容
食品工厂环境监测的对象主要是指对环境和食品可能造成污染和危害的物质(也就是污染物)。食品工厂环境监测的内容从有无生命来划分包括两类:一类是非生物,另一类是生物。非生物主要包括无机物和一般常见有机物,无机物有单质(包括金属、非金属等)和化合物(包括氧化物、酸、碱、盐和络合物等);有机物主要为碳氢化合物,包括烃类(链烃和环烃)和烃的衍生物(包括卤代烃、酚、醛、酮、酯、胺、酰胺、硝基化合物等);生物主要包括环境中对食品安全有影响的各类微生物。130对于影响环境的各种有害物质和因素的检测基本内容应为:无机污染物(包括金属和非金属)的检测、有机污染物(包括农药、抗生素、添加剂)的检测,生物的检测(主要是有关细菌、致病菌、病毒及毒素的检测)。此外,食品工厂环境监测根据检测对象的状态不同又可分为:大气的检测、水质的检测、土壤及固体废弃物的检测和生物的检测。131(1)大气污染检测大气污染检测就是检测大气中的污染物及其含量,目前已经认识的大气污染物约有100多种,主要以分子状和粒子状两种形式存在于大气中。分子状污染物的检测项目主要有SO2、NOx、CO、卤化氢及碳氢化合物等。粒子状污染物的检测项目有氟化物、粉尘、烟尘以及尘粒的化学组成,如重金属和多环芳烃等。此外,局部地区还可根据具体情况增加某些特有的检测项目,如酸雨的检测。因为大气污染物的浓度与气象条件有密切关系,在检测大气污染物的同时,要测定风向、风速、气温、气压等气象参数。132(2)水质污染检测水质污染的检测对象很多,就水体来说有天然水(包括江、河、湖、海和地下水)、工业废水等。主要检测项目大体可分为两类:一类是反映水质污染的综合指标,如温度、色度、臭味、浊度、pH、悬浮物、溶解性、总硬度、化学耗氧量和生化需氧量等;另一类是水中的一些有毒物质,如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞、银和有机农药、苯并芘等。除上述检测项目外,有时还要对水体的流速和流量进行测定。133(3)微生物检测一旦微生物污染到食品中,就会大量繁殖,直到食品腐败变质。但有些腐败是不明显的,这样消费者食用后,就会中毒。从常规来看,多数食品厂家都注重控制各个工艺的微生物数量,但往往忽视对环境中的微生物进行检测控制。由于食品被微生物污染而造成人类严重病害的事例很多,所以控制环境微生物对控制食品污染是很重要的,这不仅是对消费者负责,也是避免企业造成惨重经济损失的重要措施。微生物检测常包括细菌、病毒、霉菌及其毒素等的检测。134
2.选择检测项目的原则和注意事项(1)选择检测项目的原则①对污染物的性质如自然性、化学活性、毒性、扩散性、持久性、生物降解性和积累性等进行全面分析,从中选出影响面广、持续时间长、不易或不能被微生物所分解而且能使动植物发生病变的物质作为日常例行的检测项目。对于某些有特殊目的或特殊情况的检测工作,则要根据具体情况选择需要检测的项目。②需要检测的项目,必须有可靠的检测手段,并保证能获得满意的检测结果。③检测结果所获得的数据,要有可比较的标准或能做出正确的解释和判断。如果检测结果无标准可比,又不了解所获得的检测结果对人体和动植物的影响,就会使这类检测工作陷入盲目性。135(2)监测注意事项对食品加工环境监测的布点原则、布点方法、样品采集及监测分析,质量控制都提出了严格的技术要求。在对食品加工环境进行监测时,要根据食品环境样品含量的高低,考虑是否受时间、温度、气候、干扰元素等随机因素的影响,对不宜放置的大气样品应立即进行现场分析;对采集的不能现场分析的水样,应按规范做好样品现场固定工作。对属于微量或痕量分析范畴的环境样品监测分析,微小的差异都将严重影响分析结果的可靠性,特别是重金属等元素的测定,技术上要求灵敏、准确。同时样品的消解过程中也应注意消化完全,以免样品因未全溶解而使分析结果偏低,影响数据的准确性。要注意环境元素组分的复杂性,共存元素的可能互相干扰和影响。为使分析结果准确、可靠,应当对食品加工全过程的每个环节均进行质量控制。136
3.食品工厂环境检测样品的采集与预处理在食品工厂环境监测中,首先就是样品采集,一般要求所取得的样品同时具有代表性和有效性。采集到的样品往往是许多不同物质的混合物,所要检测的目标组分可能在样品中含量很低,所以,对采集样品进行前处理,将样品转变为可测定状态或者对待测组分进行浓缩和除去干扰组分等,都是分析检测中的重要步骤。样品制备好以后选择合适的方法进行检测,在分析检测环节中,精确度、灵敏度、检出限、有效测定范围等都可以评价检测方法选用的合理性。137(一)大气样品的采集和前处理
1.大气样品采集采样一般应遵循下列几条规则:(1)在室外采样时,必须在周围没有树木、高大建筑物和其他掩蔽物的平坦地带,距离地面50~180cm高度采集没有沉降作用的大气样品。(2)在室内采样时,应在生产及工作人员的休息场所,离地面150cm高度采集人的呼吸带样品。(3)采集降尘样品时,一般应在离地面500cm以上或在四周开阔的建筑物顶上采样,不要靠近污染源、建筑工地和附近的大烟囱,避免风沙和地面灰尘等影响。(4)采集烟气样品时,应采集气流比较稳定、烟尘浓度比较均匀的样品,采集位置应选择在有电源、操作比较方便和气流稳定的垂直管段中,而不应该在弯曲、接头、阀门和鼓风机前后采样。二、大气污染检测138
2.样品采集方法(1)气体采样方法气体样品常用的采样方法有直接采样法和浓缩采样法。(2)气溶胶采样方法气溶胶最常用的方法是沉降法和过滤法。(3)综合采样法就是用一种方法将两种状态的污染物同时采集下来。
139
3.大气样品前处理前处理的方法很多:溶剂提取法,选择合适的有机溶剂能够提取大气中的多环芳烃、酚类以及胺类等污染物;大气漂尘中的多环芳烃还可以用真空升华的方法,即用有机溶剂析出在升华管上,再将其解析。此外,用超声波提取、高温灰化法、熔融分解法和湿法分解法等方法都可以对不同的大气样品进行前处理。140(二)大气污染物的检测
1.大气污染物的快速检测目前常用的快速检测法有以下四种:(1)检气管(2)试纸法(3)溶液快速法(4)仪器测定141
2.CO和CO2含量的检测(1)化学测定法(2)红外线气体分析仪法(3)气相色谱法
3.SO2和H2S含量的检测(1)化学分析法(2)荧光法
4.空气中烟尘浓度的检测
5.空气中粉尘成分的检测
6.空气中微生物的检测
142(一)水样的采集、保存与处理
1.水样的采集采样点应具有代表性,只有采集的水样有代表性和准确性,才能反映出水体污染在空间和时间上的变化规律。对于水质稳定、混合均匀的水样来说,只要采集具有代表性的水样就可进行分析测定;如果水质变化较大,那么应采集不同时间内的水样,再制成混合水样。采样体积的大小由分析测定的项目多少决定,应按照各个监测的项目实际需要量计算,再适当增加20%~30%水样量,作为检测项目的实际采样量。
三、水质污染检测1432.水样的保存每种水样允许存放的时间是各不相同的,清洁水为72h,轻度污染的水为48h,严重污染的水为12h。从采样到测定相间隔的时间越短,分析结果越可靠。但是,水样在运输途中或不能进行立即分析测定的情况下,必须采取一定的措施对水样进行妥善的保存,以确保分析结果的准确性。常见的保存方法有冷冻法和化学法。在水和废水的检测中,保存的目的主要是防止微生物繁殖,减缓物理变化和化学变化的速度,减少组分的挥发,防止沉淀、水解、氧化还原、络合反应的产生,使水样的成分、状态和价态保持相对的稳定。1443.水样的处理由于水样组成复杂,存在着各种各样干扰因素,影响分析测定结果。例如,水样中金属离子被络合剂络合,就会降低金属离子浓度。另外,水样中的污染物常常是痕量的,不能用普通的分析方法直接测定,需要浓缩富集处理。总之,为了使水样转化为测定所需要的形式,得到可靠的分析结果,必须对水样进行预处理。常用的预处理方法包括过滤、溶剂萃取、蒸馏、冷冻以及消毒等。145(二)水和废水的检测一般对于水和废水的检测指标包括物理化学指标、微生物学指标和微量成分指标。
1.物理化学指标水质的物理指标是对水质进行基本表征的指标,包括色泽(用色度表示)、味道(异味或臭味的强弱)、温度、浊度以及水中悬浮物等,这些指标能够表征水质的好坏与受污染的程度。水质的化学指标是指溶解于水中的有机化合物、无机化合物、悬浮胶体和粗大颗粒等物质的质量用直接或间接的方法,逐个或综合地加以测定,并用浓度表示出来的指标。146根据不同的分析方法可以把化学指标大致分为以下几种:(1)溶解度方法(2)电离度方法(3)生成螯合物方法(4)加热或氧化剂分解方法(5)生物化学反应方法(6)胶体方法147
2.微生物学指标微生物学指标包括两种:①根据水体污染对生物体产生的影响对水中污染物的浓度进行间接评价,例如,细菌、致病性病毒、生物浓缩、毒性实验和生物鉴定、藻类生产的潜在能力和生物生产;②根据水中生物群状态对水域的污染状态或污染物质的浓度进行评价,例如生物多样性指数和生物指数。1483.微量成分指标对于微量成分的测定,只有氟等几种离子可以采用离子选择电极现场测定,其余大多数成分都得带回水样进行分析。各种微量成分测定方法不同,大多数需要进行
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