食品中主要致癌物與防治綜述

2013年毒理學(xué)結(jié)課論文第頁目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 3關(guān)鍵詞 31N－亞硝基類化合物 31.1N－亞硝基類化合物 31.2N－亞硝基類化合物的來源 31.3N-亞硝基類化合物的致癌作用 42黃曲霉毒素 42.1黃曲霉素 42.2黃曲霉毒素的來源 42.3黃曲霉毒素的致癌作用 43苯并芘 53.1苯并芘 53.2.1熏烤食品 53.2.2高溫油炸食品 53.3苯并芘的致癌作用[6] 54丙烯酰胺 64.1丙烯酰胺 64.2丙烯酰胺的來源 64.3丙烯酰胺的致癌作用[7] 65氨基甲酸乙酯 65.1氨基甲酸乙酯 65.2氨基甲酸乙酯的來源 65.3氨基甲酸乙酯的致癌作用 66氯丙醇 76.1氯丙醇 76.2氯丙醇的來源 76.2氯丙醇的致癌作用 77二噁英 77.1二噁英 77.2二噁英的來源 87.3二噁英致癌作用 88溴酸鉀 88.1溴酸鉀 88.2溴酸鉀的來源 88.3溴酸鉀致癌作用 89農(nóng)藥殘留 99.1農(nóng)藥殘留 99.2食品中農(nóng)藥殘留的來源[17] 99.2.1直接污染 99.2.2間接污染 99.2.3其他來源的污染 99.3農(nóng)藥殘留的致癌作用 910其他致癌物質(zhì) 911食品中致癌污染物的防治措施 1011.1生物性致癌污染物 1011.2化學(xué)性致癌污染物 10參考文獻(xiàn) 10主要表現(xiàn)為嘔吐、厭食、發(fā)熱、黃疽和腹水等肝炎癥狀。而黃曲霉毒素的“三致”（致突變、致癌、致畸性）危害性，更引起人們的關(guān)注。黃曲霉毒素是目前所知致癌性最強(qiáng)的化合物，對魚類、禽類、家畜和靈長目類動物的實(shí)驗(yàn)?zāi)[瘤誘導(dǎo)作用極大，并且能同時誘導(dǎo)多種癌癥[4]。黃曲霉毒素對人的致癌性雖然缺乏直接證據(jù)，但大量的流行病學(xué)調(diào)查均證實(shí)，黃曲霉毒素的高攝人量和人類肝癌的發(fā)病率密切相關(guān)。3苯并芘3.1苯并芘苯并芘（benzopyrene），是一種由5個苯環(huán)構(gòu)成的多環(huán)芳烴，其分子式為C20H12，常溫下為無色至淡黃色針狀晶體，性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水，微溶于乙醇、甲醇，溶于苯、甲苯、二甲苯、氯仿、乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑中。日光和熒光都使其發(fā)生光氧化作用，臭氧也可使其氧化。3.2苯并芘的來源3.2.1熏烤食品熏烤食品時所使用的熏煙中含有多環(huán)芳烴（包括苯并芘）[5]，其來源主要有以下四個方面:a.熏烤所用的燃料木炭含有少量的苯并芘，在高溫下有可能伴隨著煙霧侵入食品中；b.烤制時，滴于火上的食物脂肪焦化產(chǎn)物熱聚合反應(yīng)；c.由于熏烤的魚或肉等自身的化學(xué)成分糖和脂肪，其不完全燃燒也會產(chǎn)生苯并芘以及其他多環(huán)芳烴；d.食物炭化時，脂肪因高溫裂解，產(chǎn)生自由基，并相互結(jié)合生成。3.2.2高溫油炸食品多次使用的高溫植物油、油炸過火的食品都會產(chǎn)生苯并芘。反復(fù)煎炸食品的植物油，極有可能發(fā)生上述反應(yīng)，產(chǎn)生一定量的致癌成分。3.3苯并芘的致癌作用[6]苯并芘對人的健康有巨大危害，它主要是通過食物或飲水進(jìn)入機(jī)體，在腸道被吸收，入血后很快分布于全身。乳腺和脂肪組織可蓄積苯并芘。是致癌物和誘變劑，有胚胎毒性。動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)口攝入苯并芘可通過胎盤進(jìn)入胎仔體內(nèi)，引起毒性及致癌作用。目前已經(jīng)檢查出的400多種主要致癌物中，一半以上是屬于多環(huán)芳烴類化合物。其中，苯并芘是一種強(qiáng)致癌物，它不僅是多環(huán)芳烴類中毒性最大的一種（其毒性超過黃曲霉毒素），而且也是所占比例較大的一種，約占全部環(huán)境中致癌多環(huán)芳烴類化合物的20%。研究證實(shí)苯并芘在整個代謝過程中產(chǎn)生的多數(shù)中間產(chǎn)物無致癌性，僅有少數(shù)能轉(zhuǎn)化成終致癌物。苯并芘為前致癌物，在體內(nèi)經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化后可轉(zhuǎn)化為終致癌物。目前，對于苯并芘致癌機(jī)理，一般認(rèn)為，苯并芘雖然是高活性致癌劑，但并非直接致癌物，必須經(jīng)細(xì)胞微粒體中的混合功能氧化激活才具有致癌性。4丙烯酰胺4.1丙烯酰胺丙烯酰胺（acrylamide）是一種白色晶體物質(zhì)，是一種水溶性塑膠單體化合物，主要用于合成聚合物。這些聚合物常用作污水處理的絮凝劑、工業(yè)黏合劑、土壤改良劑、造紙中的增強(qiáng)劑，并在燃料、化妝品行業(yè)及實(shí)驗(yàn)?zāi)z制備、下水管道的修理方面得到廣泛應(yīng)用。4.2丙烯酰胺的來源丙烯酰胺的主要前體物為游離天門冬氨酸（土豆和谷類中的代表性氨基酸）與還原糖，二者發(fā)生Maillard反應(yīng)生成丙烯酰胺。主要在高碳水化合物、低蛋白質(zhì)的植物性食物加熱（120°C以上）烹調(diào)過程中形成。140-180℃為生成的最佳溫度。食品中丙烯酰胺的含量與食品種類和加工方式密切相關(guān)。富含碳水化合物的食品，特別是油炸馬鈴薯類食品，丙烯酰胺的含量普遍較高，而蔬菜和水果則較低。4.3丙烯酰胺的致癌作用[7]丙烯酰胺對人的危害主要表現(xiàn)為具有潛在的神經(jīng)毒性、遺傳毒性、生殖毒性和致癌性。丙烯酰胺可通過未破損的皮膚、黏膜、肺和消化道吸收進(jìn)入人體，分布于體液中。流行病學(xué)觀察表明，長期低劑量接觸丙烯酰胺會出現(xiàn)嗜睡、情緒和記憶改變、幻覺和震顫等癥狀，并伴隨末梢神經(jīng)病（手套樣感覺、出汗和肌肉無力）。丙烯酰胺可引起動物致畸、致癌。長時間接觸丙烯酰胺，會導(dǎo)致基因改變和染色體異常，從而誘發(fā)腫瘤致癌。丙烯酰胺慢性毒副作用最引人關(guān)注的是其致癌性。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)對其致癌性進(jìn)行了評價，將丙烯酰胺列為二類致癌物質(zhì)，即“人類可能致癌物質(zhì)”。5氨基甲酸乙酯5.1氨基甲酸乙酯氨基甲酸乙酯（aminoethylformate）分子式為C3H7NO2，分子量89.1，為無色無味晶體。5.2氨基甲酸乙酯的來源氨基甲酸乙酯（ethylcarbamate，EC）存在于飲料酒、焙烤食品、調(diào)味品等發(fā)酵食品中，是發(fā)酵過程副產(chǎn)物[8]。5.3氨基甲酸乙酯的致癌作用自從發(fā)現(xiàn)氨基甲酸乙酯的致癌性以來，許多研究者對氨基甲酸乙酯的致癌機(jī)理[9]進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，氨基甲酸乙酯在生物體內(nèi)的代謝主要與細(xì)胞色素P450[10-12]P450[J].ToxicologyLetters，2000，115（3）:173-181有關(guān)，其在生物體內(nèi)的代謝途徑為:5%的氨基甲酸乙酯被動物以尿的形式排出體外；90%以上的氨基甲酸乙酯被肝內(nèi)的酯酶分解為乙酸、氨和碳水化合物等（該途徑是無毒性的）；0.15%左右的氨基甲酸乙酯被細(xì)胞色素P450氧化為乙烯基-氨基-甲酸乙酯，隨后形成乙烯基-氨基-甲酸乙酯環(huán)氧化物，這種環(huán)氧化物在體內(nèi)形成DNA加聚物，造成DNA雙鏈的損壞，從而導(dǎo)致細(xì)胞癌變；約0.11%的氨基甲酸乙酯被細(xì)胞色素P450氧化為N-羥基-氨基-甲酸乙酯，該物質(zhì)能夠誘導(dǎo)Cu2+調(diào)控的DNA損傷。6氯丙醇6.1氯丙醇氯丙醇一般指丙三醇上的羥基被氯原子取代1～2個所構(gòu)成的一系列同系物、同分異構(gòu)體的總稱，根據(jù)取代數(shù)和位置的不同，可以分為單氯丙二醇（Monochloro-propanols，簡稱MCPD）和雙氯丙醇（Dichloropropanols，簡稱DCP），包括3-氯-1，2-丙二醇（3-MCPD）、2-氯-1，3-丙二醇（2-MCPD）、1，3-二氯-2-丙醇（1，3-DCP）、2，3-二氯-1-丙醇（2，3-DCP）。當(dāng)氯丙醇上的剩余羥基接上脂肪酸可形成氯丙醇酯，對應(yīng)也可分為單氯丙醇酯和雙氯丙醇酯兩類，精煉植物油中主要以這種形式存在。6.2氯丙醇的來源食品加工貯藏過程中均會受到氯丙醇污染，其中醬油、蠔油等調(diào)味品加工過程中產(chǎn)生氯丙醇是其污染食品的主要途徑。研究表明，傳統(tǒng)方法生產(chǎn)天然釀造醬油中并沒有發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氯丙醇，某些醬油等調(diào)味品之所以被檢出有氯丙醇，是添加有不合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的酸水解蛋白液的緣故。由于酸水解蛋白液成本低，且具有氨基酸系列物質(zhì)和呈味性成分，能增加食品中營養(yǎng)成分，因而成為新型調(diào)味品原料。6.2氯丙醇的致癌作用毒理學(xué)研究表明，氯丙醇類化合物對人體的肝、腎、神經(jīng)系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)皆有一定的毒性，其中的3-MCPD和1，3-DCP具有致癌性[13]。1993年，美國在FAO/WHO所屬的食品添加劑聯(lián)合專家委員會（JECFA）出版的WHO第837號技術(shù)報告中報道了3-MCPD的毒性，3-MCPD可能引起癌癥，影響腎臟及生育，1，3-DCP會引起肝臟、腎臟、甲狀腺等的癌變。英國致突變委員會（COM）、英國致癌委員會（COC）、以及歐盟食品科學(xué)委員會（SCF）等對新發(fā)現(xiàn)的體內(nèi)潛在遺傳毒性進(jìn)行了評述，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示3-MCPD沒有遺傳性。有動物研究發(fā)現(xiàn)，3-MCPD達(dá)到一定劑量時還會增加一些器官出現(xiàn)腫瘤的機(jī)會。7二噁英7.1二噁英二噁英（Dioxin），是一種無色無味、毒性嚴(yán)重的脂溶性物質(zhì)。通常是指結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都很相似的包含眾多同類物或異構(gòu)體的有機(jī)化合物。由于氯原子取代的位置不同，構(gòu)成了210個同系物異構(gòu)體。其中有17種2，3，7，8-四氯代物毒性機(jī)制相似，其中又屬2，3，7，8-四氯代二苯并-對-二噁英（TCDD）毒性最強(qiáng)。7.2二噁英的來源二噁英類最初是在化工產(chǎn)品的副產(chǎn)物中被發(fā)現(xiàn)的，另外在廢物焚燒爐、金屬冶煉、紙漿加氯漂白過程、燃煤或燃油火力發(fā)電廠等的高溫過程都會產(chǎn)生二噁英。由于食物鏈富集作用，受二噁英類污染魚類、貝類、肉類、蛋類等脂類含量高的動物性食物可經(jīng)消化道進(jìn)入人體，成為人體二噁英類的主要來源。7.3二噁英致癌作用二噁英是一種多位點(diǎn)強(qiáng)致癌物，可以引起多系統(tǒng)多部位的惡性腫瘤。WHO國際癌癥研究所將二噁英定為對人類可能的致癌物;美國國家勞動與職業(yè)安全研究所將其定為能引起人類腫瘤的致癌物。二噁英可以同時抑制體液免疫和細(xì)胞免疫。對二噁英最為敏感的是殺傷性T淋巴細(xì)胞，在0.04ug/kg體重的劑量下可引起持續(xù)抑制反應(yīng)[14]。人群接觸2，3，7，8一TCDD及其同系物，與人群的呼吸系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、結(jié)締組織和軟組織、肝臟、胸腺等幾乎所有的癌癥有關(guān)。二噁英的毒效應(yīng)多數(shù)研究者認(rèn)為是由芳烴受體所傳遞。受體作為細(xì)胞漿中的信使蛋白質(zhì)，與固醇類激素相似，起著信號傳導(dǎo)與基因轉(zhuǎn)錄的作用。二噁英與Ah結(jié)合形成復(fù)合物再與DNA結(jié)合，而導(dǎo)致DNA構(gòu)象發(fā)生改變，特定基因組發(fā)生轉(zhuǎn)錄，使細(xì)胞增生與分化發(fā)生改變，導(dǎo)致相應(yīng)的毒效應(yīng)和致癌。但這種結(jié)合是可逆性的，故二噁英本身不具致突變性，是一種強(qiáng)促癌劑[15]。8溴酸鉀8.1溴酸鉀溴酸鉀是一個無機(jī)鹽，室溫下為無色晶體，分子式為KBrO3。在食品工業(yè)主要用作面粉處理劑。8.2溴酸鉀的來源溴酸鉀曾被用作烘焙面包的添加劑。自1914年溴酸鉀初次在美國用于面包烘焙以來，迄今已有90年歷史在沒有任何因使用溴酸鉀而危害健康的報告公布以前，由于成本低廉，溴酸鉀在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用。我國衛(wèi)生部于2005年取消了溴酸鉀作為面粉處理劑在小麥粉中的使用。8.3溴酸鉀致癌作用經(jīng)研究表明，過量溴酸鉀會損害人中樞神經(jīng)、血液及腎臟。通過長期口服毒性/致癌性物質(zhì)的研究表明，溴酸鉀會導(dǎo)致老鼠患腎細(xì)胞瘤、腹膜間皮瘤以及甲狀腺小囊泡細(xì)胞瘤，并且使倉鼠腎細(xì)胞瘤發(fā)病率輕微上升。由這些研究以及通過活體及實(shí)驗(yàn)室的誘變試驗(yàn)結(jié)果可以得出，溴酸鉀是一種致癌的有害物質(zhì)。采用更敏感的試驗(yàn)方法得出的結(jié)果已經(jīng)證實(shí)，即使溴酸鉀以可接受的允許劑量用于面粉處理時，面包中仍然存在著溴酸鉀[16]。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）也已將該化合物列為致癌物質(zhì)。實(shí)際上世界衛(wèi)生組織幾年前就已建議禁止使用溴酸鉀。我國也于2005年7月1日全面禁止在面粉中使用。當(dāng)用臭氧對水消毒時，溴化物與臭氧發(fā)生反應(yīng)，氧化后會生成溴酸鹽。溴酸鉀是溴酸鹽一種，但溴酸鹽致癌這一研究目前還存有爭議，所以目前溴酸鹽被列為對人可能致癌的物質(zhì)。9農(nóng)藥殘留9.1農(nóng)藥殘留是指施用農(nóng)藥以后在食品內(nèi)部或表面殘存的農(nóng)藥，包括農(nóng)藥本身、農(nóng)藥的代謝物和降解物以及有毒雜質(zhì)等。人吃了有殘留農(nóng)藥的食品后而引起的毒性作用，叫做農(nóng)藥殘留毒性。在我國發(fā)生較多的引起農(nóng)藥殘留中毒的農(nóng)藥品種主要是有機(jī)磷農(nóng)藥和氨基甲酸酯農(nóng)藥，如氧化樂果、樂果、馬拉硫磷、甲胺磷、久效磷、倍硫磷、百克威、抗芽威和西維因等。9.2食品中農(nóng)藥殘留的來源[17]9.2.1直接污染即對作為食品原料的農(nóng)作物、禽、畜直接施用農(nóng)藥造成的污染。農(nóng)藥對作物的污染程度由農(nóng)藥的劑型、品種、次數(shù)、濃度、施藥方式、土壤和氣象條件等決定。一般來說，不同農(nóng)藥的殘留形式和殘留量會因不同的施用部位和施用時期而異。農(nóng)藥及其代謝物的殘留會隨著時間的延長而逐漸減少。9.2.2間接污染空氣、水、土壤受農(nóng)藥污染后，通過各種途徑在農(nóng)作物、水生和陸生動植物體內(nèi)富集，當(dāng)這些食物被家禽、家畜及魚類等攝入后，通過食物鏈傳遞，發(fā)生生物富集和生物積累作用，進(jìn)而導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品、畜禽產(chǎn)品和水產(chǎn)品中農(nóng)藥的高殘留。9.2.3其他來源的污染如在糧食、蔬菜、水果貯存、運(yùn)輸過程中，為了防蟲和保鮮而使用殺蟲劑、殺菌劑；廄舍和牲畜衛(wèi)生用藥以及錯用、亂放農(nóng)藥等事故性污染。9.3農(nóng)藥殘留的致癌作用許多報告提出人體內(nèi)有機(jī)氯農(nóng)藥的蓄積量與乳腺癌發(fā)病有關(guān)，研究表明體內(nèi)脂肪和而清中DDE和多氯聯(lián)苯含量高的婦女，其乳腺癌發(fā)生率高于對照組。DDT和DDE具有弱的雌激素樣作用，此種性質(zhì)可能使其成為一種促癌劑。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)根據(jù)動物實(shí)驗(yàn)確證，18種廣泛使用的農(nóng)藥具有明顯的致癌性，還有16種顯示潛在的致癌危險性。10其他致癌物質(zhì)自來水加入的殺菌劑，會釋放活性氯，長期飲用就有可能誘發(fā)膀胱癌和直腸癌。人工甜味劑例如安賽蜜、阿斯巴甜、環(huán)己胺磺酸鹽、糖精、三氯蔗糖、紐甜。它們被用于6000多種常規(guī)食品和飲料以及減肥食品等無糖食品中。研究還表明，高劑量人工甜味劑在大鼠中會導(dǎo)致膀胱癌，在人群中，大量使用人工甜味劑可以導(dǎo)致膀胱癌相對風(fēng)險率不同程度地增加。11食品中致癌污染物的防治措施上述所及致癌污染物根據(jù)來源不同可以分為生物性致癌污染物和化學(xué)性致癌污染物兩大類[18]。食品中具有致癌作用的微生物或其代謝物，例如黃曲霉毒素，屬于生物性致癌污染物?；瘜W(xué)性致癌污染物是指食品在加工、包裝、儲存過程中自發(fā)產(chǎn)生或人為因素引入的具有致癌作用的化學(xué)物質(zhì)，例如傳統(tǒng)食品發(fā)酵過程中細(xì)菌產(chǎn)生的N-亞氨基化合物、油炸食品中的苯并芘、農(nóng)藥殘留，工廠排放的“三廢”對食物和水的污染、食品添加劑的不合理使用等。11.1生物性致癌污染物11.1.1預(yù)防作物的真菌病害。糧油和發(fā)酵食品企業(yè)在倉儲、加工、運(yùn)輸中要減少真菌污染。11.1.2對產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)并對照國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理；保持環(huán)境適宜的溫濕度，防止食品霉變產(chǎn)毒。11.1.3對輕微污染的食品也可進(jìn)行恰當(dāng)?shù)娜ザ咎幚?。則應(yīng)采取適當(dāng)去毒措施：如花生米可用排除霉粒法；大米可用碾軋法及水搓法；植物油可用加堿去毒法等。11.2化學(xué)性致癌污染物11.2.1選用高效低毒低殘留農(nóng)藥品種；農(nóng)業(yè)部門頒布農(nóng)藥的安全使用規(guī)則（品種、用量、劑型、對象、施藥安全期等）；規(guī)定食品中允許殘留量限度等。11.2.2嚴(yán)格限制工業(yè)“三廢”排放；加強(qiáng)食品企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的衛(wèi)生監(jiān)督管理，控制機(jī)具、容器、原材料的質(zhì)量，杜絕可能的污染來源；規(guī)定各種食品的金屬毒物允許含量標(biāo)準(zhǔn)，并加強(qiáng)經(jīng)常性檢測。按照國家標(biāo)準(zhǔn)選用安全材質(zhì)，經(jīng)過有害成分溶出試驗(yàn)和限制有害成分在食品中含量，是預(yù)防容器、包裝材料和涂料污染食品的基本措施。少吃或不吃煙熏、油炸、鹽腌及霉變食品。參考文獻(xiàn)[1]白永文，王明強(qiáng).Ｎ－亞硝基化合物對食品安全的污染及其對策.中國調(diào)味品.2011，8（36）[2]鞏江.食品中主要致癌物質(zhì)概述.畜牧與飼料科學(xué).2009，30（1）[3]高潔文.食品中黃曲毒的防霉去毒措施.霉食品質(zhì)量安全與檢測.2008.5[4]宮春波，賀稚非.黃曲霉毒素在食品中的危害去除方法.食品研究與開發(fā).2004，2（25）[5]張莉，李巖，陳獻(xiàn)文.熏烤動物性食品中苯并芘含量抽樣調(diào)查分析[J].哈爾濱醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，1996（2）:145~1461[6]吳丹.食品中苯并芘污染的危害性及其預(yù)防措施.食品工業(yè)科技.2008.11（29）[7]陳楠楠，林琳.油炸食品中丙烯酰胺的研究進(jìn)展.糧食加工.2010，4（35）[8]龍順榮，周勇.發(fā)酵食品中氨基甲酸乙酯污染狀況調(diào)查與分析.食品與發(fā)酵工業(yè).2013，2（39）[9]梁新紅.中國葡萄