重金屬與其他微量元素.pptVIP

第一節(jié) 重金屬與其他微量元素,1 工業(yè)“三廢”的排放和農(nóng)用投入品的使用 2 自然環(huán)境 3 食品加工中使用的設(shè)備、工具等,一、概論 （一）食品中有害金屬的來源,（二）有害金屬的毒作用特點(diǎn),1 阻斷了生物分子表現(xiàn)活性所必需的功能基 2 置換了生物分子中必需的金屬離子 3 改變生物分子構(gòu)象或高級(jí)結(jié)構(gòu),二、鉛的污染,食品中鉛的來源 動(dòng)植物原料、食品添加劑、接觸食品的管道、容器、包裝材料等 采礦、冶煉、印刷等都使用鉛及其化合物。,食品中鉛的限量標(biāo)準(zhǔn),成年人為0.05mgkg體重。 冷飲食品、奶粉、煉乳、食鹽、味精、醋、 酒等食品中Pb1mgkg 食用色素10mgkg 飲用水中0.05mgL 肉類、魚蝦、鮮乳類0.5 mgkg 糧食、薯類0.4mgkg 蔬菜、水果、蛋類0.2mgkg,三、汞的污染,汞蒸氣被人體吸人后會(huì)引起中毒 空氣中汞蒸氣的最大允許濃度0.1mg/m3。 有機(jī)汞的毒性比無機(jī)汞大。,四、鎘的污染,鎘呈銀白色，略帶淡藍(lán)光澤，質(zhì)軟。在自然界是比較稀有的元素，在地殼中含量估計(jì)為0.10.2mgkg。 鎘在潮濕空氣中可緩慢氧化并失去光澤，加熱時(shí)生成棕色的氧化層。 鎘蒸氣燃燒產(chǎn)生棕色的煙霧。鎘對(duì)鹽水和堿液有良好的抗蝕性能。,（一）鎘對(duì)食品的污染,植物性食品中鎘主要來源于冶金、冶煉、陶瓷、電鍍工業(yè)及化學(xué)工業(yè)(如電池、塑料添加劑、食品防腐劑、殺蟲劑、顏料)等排出的“三廢”。 動(dòng)物性食物中的鎘也主要來源于環(huán)境，正常情況下，其中鎘的含量是比較低的。但在污染環(huán)境中，鎘在動(dòng)物體內(nèi)有明顯的生物蓄積傾向。,（二）食品中鎘的毒性與危害,一般情況下，大多數(shù)食品均含有鎘，攝入鎘污染的食品和飲水，可導(dǎo)致人發(fā)生鎘中毒。,1急性毒性,鎘為有毒元素，其化合物毒性更大。自然界中，鎘的化合物具有不同的毒性。 硫化鎘、硒磺酸鎘的毒性較低，氧化鎘、氯化鎘、硫酸鎘毒性較高。 鎘引起人中毒的劑量平均為100mg 急性中毒者表現(xiàn)為惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉，引起中樞神經(jīng)中毒癥狀。嚴(yán)重者虛脫而死亡。,2亞慢性和慢性毒性,長(zhǎng)期攝入含鎘食品，可使腎臟發(fā)生慢性中毒，主要是損害腎小管和腎小球，導(dǎo)致蛋白尿、氨基酸尿和糖尿。 由于鎘離子取代了骨骼中的鈣離子，從而妨礙鈣在骨質(zhì)上的正常沉積，也妨礙骨膠原的正常固化成熟，導(dǎo)致軟骨病。,3致畸、致突變和致癌性,1987年國(guó)際抗癌聯(lián)盟(1ARC)將鎘定為A級(jí)致癌物 1993年被修訂為IA級(jí)致癌物。鎘可引起肺、前列腺和睪丸的腫瘤。 在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體中，鎘能引起皮下注射部位、肝、腎和血液系統(tǒng)的癌變。 鎘是很弱的致突變劑，其致癌作用與鎘能損傷DNA、影響DNA修復(fù)以及促進(jìn)細(xì)胞增生有關(guān)。,（三）食品中鎘的限量標(biāo)準(zhǔn),1988年FAOWHO推薦鎘的每周允許攝入量為0.007mgkg（以體重計(jì)） 我國(guó)1994年頒布實(shí)施的食品中鎘允許量標(biāo)準(zhǔn) GB15201-94規(guī)定鎘的限量 (以mgkg計(jì))為： 大米0.2 雜糧0.05 蔬菜、蛋0.05 肉、魚0.1 水果0.03 飲用水中0.01mgL,砷的化合物廣泛存在于巖石土壤和水中。 砷有灰色、黃色和黑色三種同素異形體。砷的化合物有無機(jī)砷和有機(jī)砷化合物。砷化氫是一種無色、具有大蒜味的劇毒氣體。 硫化砷可認(rèn)為無毒，不溶于水，難溶于酸。硫化砷可溶于堿，在氧化劑的作用下也可以變成可溶性和揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。,五、砷的污染,（一）砷對(duì)食品的污染,砷分布于自然環(huán)境，一般土壤中都存在砷。 含砷化合物被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)中作為除草劑、殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和各種防腐劑。 因大量使用，造成了農(nóng)作物的嚴(yán)重污染，導(dǎo)致食品中砷含量增高。 在動(dòng)物飼料中大量摻入含砷化合物作為促生長(zhǎng)劑，對(duì)動(dòng)物性食品安全性造成嚴(yán)重影響,（二）食品中砷的毒性與危害,砷可以通過食道、呼吸道和皮膚黏膜進(jìn)入機(jī)體 正常人一般每天攝入的砷不超過0.02mg。砷在體內(nèi)有較強(qiáng)的蓄積性，皮膚、骨骼、肌肉、肝、腎、肺是體內(nèi)砷的主要貯存場(chǎng)所。 元素砷基本無毒，砷的化合物具有不同的毒性，三價(jià)砷的毒性比五價(jià)砷大。砷能引起人體急性和慢性中毒。,1急性毒性,砷的急性中毒通常是由于誤食而引起。 三氧化二砷口服中毒后，主要表現(xiàn)為急性胃腸 炎、嘔吐、腹瀉、休克、中毒性心肌炎、肝病等。 嚴(yán)重者可表現(xiàn)為興奮、煩躁、昏迷，甚至呼吸麻痹而死亡。,2慢性毒性,砷慢性中毒是由于長(zhǎng)期少量經(jīng)口攝入受污染的食品引起的。 主要表現(xiàn)為食欲下降、體重下降、胃腸障礙、末梢神經(jīng)炎、結(jié)膜炎、角膜硬化和皮膚變黑。 長(zhǎng)期受砷的毒害，皮膚出現(xiàn)白斑，后逐漸變黑，角化增厚呈橡皮狀，出現(xiàn)龜裂性潰瘍。,3致癌性、致畸和致突變性,經(jīng)世界衛(wèi)生組織1982年研究確認(rèn)，無機(jī)砷為致癌物?？烧T發(fā)多種腫瘤,（三）食品中砷的限量標(biāo)準(zhǔn),1988年FAOWHO暫定砷的每日允許最大攝入量為0.05mgkg（以體重計(jì)） 對(duì)無機(jī)砷每周允許攝入量建議為0.015mgkg（以體重計(jì)）。,我國(guó)1994年規(guī)定砷的含量(mgkg，以砷計(jì)),原糧0.7 食用植物油0.1 醬油、醬、食醋、味精、鹽0.5 蔬菜、水果、肉類、淡水魚、蛋類、酒類、鮮奶、鮮海魚0.5 鮮貝類1.0 飲用水中砷含量0.05mgL。,六、氟的污染,七、防止化學(xué)元素污染食品的措施,（一）加強(qiáng)食品衛(wèi)生監(jiān)督管理 （二）加強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)的管理 （三）生產(chǎn)、貯藏、包裝食品的容器、工具、器械、導(dǎo)管、材料等應(yīng)嚴(yán)格控制其衛(wèi)生質(zhì)量。,（四）加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，減少環(huán)境污染。 （五）制定各類食品金屬毒物容許限量標(biāo)準(zhǔn)，以便進(jìn)行經(jīng)常性監(jiān)督檢測(cè)工作。 （六）定期進(jìn)行食品金屬毒物監(jiān)測(cè)及人體攝入量調(diào)查,思考題,1 食品中有哪些對(duì)人體有害的化學(xué)元素？ 2 食品中的化學(xué)元素的毒性和毒性機(jī)制如何？ 3 食品中有毒化學(xué)元素的毒性及危害如何？ 4 如何防止有毒化學(xué)元素對(duì)食品的污染？,參考文獻(xiàn),1.楊潔彬，王晶，王伯琴等食品安全性（第一版）北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1999 2.陳炳卿營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)（第四版）北京：人民衛(wèi)生出版社，2000,第二節(jié) 二惡英,1 二惡英 指具有相似結(jié)構(gòu)和理化特性的一組多氯取代的平面芳烴類化合物。,一、概論,2 種類,多氯代二苯并-對(duì)-二惡英（PCDD） 多氯代二苯并呋喃（PCDF）,3 多氯聯(lián)苯,209種同系物異構(gòu)體單體,4 持久性有毒物,對(duì)于環(huán)境中難以降解的有毒、有害物質(zhì)。,5 二惡英及其類似物的研究歷史,1899 發(fā)現(xiàn)氯代化合物接觸特征性氯痤瘡 1918 接觸氯代化合物引起氯痤瘡的暴發(fā) 1920-1940 北美湖底泥中PCDD/Fs水平明顯生高 1929 開始商業(yè)性生產(chǎn)PCB 1957 美國(guó)東南部家禽中發(fā)生“雞疫病” 1968 日本發(fā)生米糠油事件 1977 美國(guó)禁止使用PCB,1978 發(fā)現(xiàn)固體垃圾焚燒可以釋放TCDD，科學(xué)家對(duì)大鼠接觸TCDD進(jìn)行系統(tǒng)的致癌研究。 1985 美國(guó)環(huán)保局對(duì)TCDD進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià) 1986 證實(shí)在用氯進(jìn)行紙張漂白中檢出二惡英 1997 國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)發(fā)布TCDD對(duì)人體致癌性評(píng)價(jià)結(jié)果,6 二惡英環(huán)境化學(xué)特性,（1）熱穩(wěn)定性 （2）低揮發(fā)性 （3）脂溶性 （4）環(huán)境中穩(wěn)定性高,二、環(huán)境污染與食品污染來源,（一）環(huán)境中PCDD/Fs污染來源 1 含氯化合物的使用 （1）含氯化合物合成 （2）紙漿漂白 （3）氯堿工業(yè),2 不完全燃燒與熱降解 （1）固體廢棄物焚燒 （2）汽車尾氣 （3）金屬冶煉 （4）含PCB設(shè)備事故,3 光化學(xué)反應(yīng) 4 生化反應(yīng),（二）食品中二惡英及其類似物的污染,人接觸二惡英途徑 （1）直接吸入空氣 （2）通過攝入空氣中的顆粒 （3）污染的土壤 （4）皮膚的吸收 （5）食物消費(fèi),1 食品中污染的來源,（1）食物鏈的生物富積 （2）包裝材料的遷移 （3）意外事故,2 環(huán)境中污染的水平,三、毒理學(xué),1 毒性 （1）致死作用與“消瘦綜合癥” （2）胸腺萎縮 （3）氯痤瘡 （4）肝毒性 （5）免疫毒性,（6）生殖毒性 （7）發(fā)育毒性和致畸性 （8）致癌性,2 生化效應(yīng),（1）生長(zhǎng)因子及其受體的改變 （2）激素及其受體的改變 （3）酶活性的改變,四、食品測(cè)定方法,1 化學(xué)測(cè)定法 2 生物測(cè)定法 前者比后者分離凈化手段復(fù)雜、儀器設(shè)備及人員技術(shù)能力要求高、分析費(fèi)用昂貴，一般實(shí)驗(yàn)室難以展開。,五、二惡英及其類似物的控制措施,1 國(guó)家有關(guān)部門應(yīng)監(jiān)測(cè)二惡英嚴(yán)重污染的地區(qū) 2 應(yīng)該避免城市固體廢棄物無控制的焚燒 3 建立食品和飼料中二惡英的監(jiān)控水平、監(jiān)測(cè)方法和允許限量標(biāo)準(zhǔn),思考題,1 何謂二惡英？ 2 二惡英的種類。 3 多氯聯(lián)苯的理化性質(zhì)。 4 什么是持久性有毒物？其特性如何？ 5 急需控制的持久性有毒物主要有哪些種？ 6 簡(jiǎn)述二惡英環(huán)境化學(xué)特性。 7 簡(jiǎn)述環(huán)境中二惡英污染的來源。,第三節(jié) 多環(huán)芳烴,多環(huán)芳烴（PAH） 為煤、石油、煤焦油、煙草和一些有機(jī)化合物的熱解或不完全燃燒產(chǎn)生的一系列多環(huán)芳烴化合物。,PAH的研究進(jìn)展：,1916年日本學(xué)者在兔耳上成功地誘發(fā)了皮膚癌。 1930年英國(guó)學(xué)者確定了第一個(gè)純PAH二苯并a，h蒽致癌性。 1933年Cook等由煤焦油中分離出苯并a芘。 20世紀(jì)30年代以來，一系列的PAH的研究表明，它們的致癌性極不相同。 1973年國(guó)際癌癥研究中心專家組評(píng)價(jià)指出一些PAH對(duì)人有危害。,一、物理化學(xué)性質(zhì)和分析方法：,1 結(jié)構(gòu)與命名 （1）非稠環(huán)型 聯(lián)苯、聯(lián)三苯 （2）稠環(huán)型 萘、蒽,2 理化性質(zhì)：,室溫下，所有PAH都是固體。,3 分析方法：,（1）提取和分離 提取、富集、凈化 （2）定性、定量測(cè)定,二、環(huán)境污染來源：,1 污染了的大氣 2 污染了的室內(nèi)空氣 3 吸煙 4 使用含PAH的產(chǎn)品 5 屋內(nèi)灰塵 6 從污染了的土壤和水經(jīng)皮膚吸收 7 污染了的食品和飲水,三、食品污染：,1 食品污染PAH途徑 （1）被空氣污染 （2）由直接熱氣干燥污染 （3）煙熏污染,2 食品中檢測(cè)PAH的指標(biāo)：,苯并a芘,3 各種制品PAH污染情況：,肉及肉制品 （1）減少PAH形成措施 （2）肉品污染PAH原因,四、毒理學(xué)：,人類PAH的污染途徑,硝酸鹽、亞硝酸鹽與 N-亞硝基化合物,一、概論,Freund于1937年報(bào)道了2例接觸N-亞硝基二甲胺中毒案例。 Barnes等揭示了NDMA是肝臟的劇毒物 挪威發(fā)生羊和貂患有嚴(yán)重性肝病，是食用帶有亞硝酸鹽腌制的魚粉飼料所致。,N-亞硝基化合物,是一類具有亞硝基結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物。,N-亞硝基化合物前體物：,（1）硝酸鹽 （2）亞硝酸鹽 （3）胺類,N-亞硝基化合物分類：,根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)不同： 1 N-亞硝胺 2 N-亞硝酰胺,二、環(huán)境污染與食品污染來源：,1 環(huán)境中的硝酸鹽和亞硝酸鹽 2 膳食攝入的硝酸鹽和亞硝酸鹽 3 硝酸鹽和亞硝酸鹽作為肉類保存劑 4 硝酸鹽和亞硝酸鹽的體內(nèi)合成,三、毒理學(xué),亞硝酸鹽的急性毒性作用 1 鎮(zhèn)靜 2 平滑肌松弛 3 血管擴(kuò)張 4 血壓下降 5 高鐵血紅蛋白血癥,四、危險(xiǎn)性評(píng)估,FAO與WHO規(guī)定以鈉鹽計(jì)算硝酸鹽和鹽硝酸鹽的每日允許攝入量（ADI值） 5mg/kg，0.2mg/kg。,減少人體攝入N-亞硝基化合物措施:,1 盡量少吃鹽腌和泡制食品 2 避免長(zhǎng)時(shí)間腌制魚和肉 3 在腌制過程中盡量少加硝酸鹽和亞硝酸鹽 4 防止肉和蔬菜變質(zhì)，減少前體胺的形成。 5 盡量使用冰箱來保存食品,思考題,1 什么是多環(huán)芳烴？ 2 舉例說明多環(huán)芳烴的結(jié)構(gòu)。 3 環(huán)境污染多環(huán)芳烴的來源。 4 食品污染多環(huán)芳烴的來源。 5 食品中檢測(cè)PAH的指標(biāo)。 6 肉制品中減少PAH形成的措施。,7 肉品污染PAH原因。 8 人類PAH的污染途徑。 9 PAH提取方法有哪些？ 10 萘、蒽、苯并芘a的化學(xué)結(jié)構(gòu)。,補(bǔ)充內(nèi)容,1 N-亞硝基化合物前體物有哪些？ 2 N-亞硝基化合物的分類。 3 舉例說明含硝酸鹽高的蔬菜有哪些？ 4 加硝肉與新鮮肉有何區(qū)別？ 5 膳食中亞硝酸鹽和硝酸鹽的來源。 6 減少人體攝入N-亞硝基化合物的措施。 7 簡(jiǎn)述亞硝酸鹽的急性毒性作用。,第四節(jié) 雜環(huán)胺類化合物,雜環(huán)胺類化合物的研究進(jìn)展,雜環(huán)胺 是在食品加工、烹調(diào)過程中由于蛋白質(zhì)、氨基酸熱解產(chǎn)生的一類化合物。,1938年，Widmark發(fā)現(xiàn)烤馬肉的提取物涂布于小鼠的背部可以誘發(fā)乳腺腫瘤。 20世紀(jì)70年代，人們就食品添加劑的致癌、致畸、致突變性篩選試驗(yàn)建立了一系列方法。 Sigimura和Nagao等首先發(fā)現(xiàn)，直接用明火烤魚，檢出有強(qiáng)烈的致突變性。,一、化學(xué)性質(zhì)與分析方法,1 食品中雜環(huán)胺的種類 （1）氨基咪唑氮雜芳烴 喹啉類 喹喔類 吡啶類 苯并惡嗪類 （2）氨基咔啉,2 雜環(huán)胺的分離鑒定,雜環(huán)胺的富積、濃縮方法 （1）加大烹調(diào)肉用量 （2）增高烹調(diào)溫度 （3）肉中加肌酐,3 雜環(huán)胺的定量分析,二、食品中雜環(huán)胺的污染,1 通常經(jīng)過高溫烹調(diào)的肉類都有致突變性 2 不含蛋白質(zhì)與氨基酸的食品致突變性很低 3 烹調(diào)的魚和肉類是膳食中雜環(huán)胺的主要來源,三、毒性,1 致癌性 2 突變性,四、減少雜環(huán)胺危險(xiǎn)性的措施,1 避免雜環(huán)胺的攝入 2 不要使用過高溫度烹調(diào)禽、畜肉和魚等食品 3 少用油炸和明火燒烤方式 4 對(duì)于燒焦的食品，盡量去除燒焦的部分 5 盡量使用微波爐加工食品,第五節(jié) 氯丙醇,一、概論,氯丙醇 是甘油上的羥基被氯取代所產(chǎn)生的一類化合物。 類別 （1）單氯取代的氯代丙二醇 （2）雙氯取代的二氯丙醇,二、食品污染來源,1 酸水解植物蛋白 2 醬油 3 不含酸水解植物蛋白成分的食物 （1）烤谷物和焦麥芽及其提取物 （2）發(fā)酵香腸 4 家庭烹調(diào) 5 包裝材料 6 飲水,第六節(jié) 丙烯酰胺,一、概論,丙烯酰胺 系制造塑料的化工原料，為已知的致癌物。,2002年4月，瑞典科學(xué)家發(fā)現(xiàn)高溫烹飪的淀粉中含有丙烯酰胺。 美國(guó)、英國(guó)也發(fā)現(xiàn)淀粉類食品丙烯酰胺的含量超過WHO制定的飲用水中丙烯酰胺限量值。,二、食品中丙烯酰胺的形成,途徑有三個(gè)