【教学课件】第一节重金属与其他微量元素.ppt

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1、第一节 重金属与其他微量元素,1 工业“三废”的排放和农用投入品的使用2 自然环境3 食品加工中使用的设备、工具等,一、概论（一）食品中有害金属的来源,（二）有害金属的毒作用特点,1 阻断了生物分子表现活性所必需的功能基2 置换了生物分子中必需的金属离子3 改变生物分子构象或高级结构,二、铅的污染,食品中铅的来源动植物原料、食品添加剂、接触食品的管道、容器、包装材料等采矿、冶炼、印刷等都使用铅及其化合物。,食品中铅的限量标准,成年人为0.05mgkg体重。冷饮食品、奶粉、炼乳、食盐、味精、醋、酒等食品中Pb1mgkg食用色素10mgkg饮用水中0.05mgL肉类、鱼虾、鲜乳类0.5 mgkg粮

2、食、薯类0.4mgkg蔬菜、水果、蛋类0.2mgkg,三、汞的污染,汞蒸气被人体吸人后会引起中毒空气中汞蒸气的最大允许浓度0.1mg/m3。有机汞的毒性比无机汞大。,四、镉的污染,镉呈银白色，略带淡蓝光泽，质软。在自然界是比较稀有的元素，在地壳中含量估计为0.10.2mgkg。镉在潮湿空气中可缓慢氧化并失去光泽，加热时生成棕色的氧化层。镉蒸气燃烧产生棕色的烟雾。镉对盐水和碱液有良好的抗蚀性能。,（一）镉对食品的污染,植物性食品中镉主要来源于冶金、冶炼、陶瓷、电镀工业及化学工业(如电池、塑料添加剂、食品防腐剂、杀虫剂、颜料)等排出的“三废”。动物性食物中的镉也主要来源于环境，正常情况下，其中镉的

3、含量是比较低的。但在污染环境中，镉在动物体内有明显的生物蓄积倾向。,（二）食品中镉的毒性与危害,一般情况下，大多数食品均含有镉，摄入镉污染的食品和饮水，可导致人发生镉中毒。,1急性毒性,镉为有毒元素，其化合物毒性更大。自然界中，镉的化合物具有不同的毒性。硫化镉、硒磺酸镉的毒性较低，氧化镉、氯化镉、硫酸镉毒性较高。镉引起人中毒的剂量平均为100mg急性中毒者表现为恶心、呕吐、腹痛、腹泻，引起中枢神经中毒症状。严重者虚脱而死亡。,2亚慢性和慢性毒性,长期摄入含镉食品，可使肾脏发生慢性中毒，主要是损害肾小管和肾小球，导致蛋白尿、氨基酸尿和糖尿。由于镉离子取代了骨骼中的钙离子，从而妨碍钙在骨质上的正常

4、沉积，也妨碍骨胶原的正常固化成熟，导致软骨病。,3致畸、致突变和致癌性,1987年国际抗癌联盟(1ARC)将镉定为A级致癌物1993年被修订为IA级致癌物。镉可引起肺、前列腺和睾丸的肿瘤。在实验动物体中，镉能引起皮下注射部位、肝、肾和血液系统的癌变。镉是很弱的致突变剂，其致癌作用与镉能损伤DNA、影响DNA修复以及促进细胞增生有关。,（三）食品中镉的限量标准,1988年FAOWHO推荐镉的每周允许摄入量为0.007mgkg（以体重计）我国1994年颁布实施的食品中镉允许量标准 GB15201-94规定镉的限量(以mgkg计)为：大米0.2杂粮0.05蔬菜、蛋0.05肉、鱼0.1水果0.03饮用

5、水中0.01mgL,砷的化合物广泛存在于岩石土壤和水中。砷有灰色、黄色和黑色三种同素异形体。砷的化合物有无机砷和有机砷化合物。砷化氢是一种无色、具有大蒜味的剧毒气体。硫化砷可认为无毒，不溶于水，难溶于酸。硫化砷可溶于碱，在氧化剂的作用下也可以变成可溶性和挥发性的有毒物质。,五、砷的污染,（一）砷对食品的污染,砷分布于自然环境，一般土壤中都存在砷。含砷化合物被广泛应用于农业中作为除草剂、杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和各种防腐剂。因大量使用，造成了农作物的严重污染，导致食品中砷含量增高。在动物饲料中大量掺入含砷化合物作为促生长剂，对动物性食品安全性造成严重影响,（二）食品中砷的毒性与危害,砷可以通过食道

6、、呼吸道和皮肤黏膜进入机体正常人一般每天摄入的砷不超过0.02mg。砷在体内有较强的蓄积性，皮肤、骨骼、肌肉、肝、肾、肺是体内砷的主要贮存场所。元素砷基本无毒，砷的化合物具有不同的毒性，三价砷的毒性比五价砷大。砷能引起人体急性和慢性中毒。,1急性毒性,砷的急性中毒通常是由于误食而引起。三氧化二砷口服中毒后，主要表现为急性胃肠 炎、呕吐、腹泻、休克、中毒性心肌炎、肝病等。严重者可表现为兴奋、烦躁、昏迷，甚至呼吸麻痹而死亡。,2慢性毒性,砷慢性中毒是由于长期少量经口摄入受污染的食品引起的。主要表现为食欲下降、体重下降、胃肠障碍、末梢神经炎、结膜炎、角膜硬化和皮肤变黑。长期受砷的毒害，皮肤出现白斑，

7、后逐渐变黑，角化增厚呈橡皮状，出现龟裂性溃疡。,3致癌性、致畸和致突变性,经世界卫生组织1982年研究确认，无机砷为致癌物。可诱发多种肿瘤,（三）食品中砷的限量标准,1988年FAOWHO暂定砷的每日允许最大摄入量为0.05mgkg（以体重计）对无机砷每周允许摄入量建议为0.015mgkg（以体重计）。,我国1994年规定砷的含量(mgkg，以砷计),原粮0.7食用植物油0.1酱油、酱、食醋、味精、盐0.5蔬菜、水果、肉类、淡水鱼、蛋类、酒类、鲜奶、鲜海鱼0.5鲜贝类1.0饮用水中砷含量0.05mgL。,六、氟的污染,七、防止化学元素污染食品的措施,（一）加强食品卫生监督管理（二）加强化学物质

8、的管理（三）生产、贮藏、包装食品的容器、工具、器械、导管、材料等应严格控制其卫生质量。,（四）加强环境保护，减少环境污染。（五）制定各类食品金属毒物容许限量标准，以便进行经常性监督检测工作。（六）定期进行食品金属毒物监测及人体摄入量调查,思考题,1 食品中有哪些对人体有害的化学元素？2 食品中的化学元素的毒性和毒性机制如何？3 食品中有毒化学元素的毒性及危害如何？4 如何防止有毒化学元素对食品的污染？,参考文献,1.杨洁彬，王晶，王伯琴等食品安全性（第一版）北京：中国轻工业出版社，19992.陈炳卿营养与食品卫生学（第四版）北京：人民卫生出版社，2000,第二节 二恶英,1 二恶英 指具有相似

9、结构和理化特性的一组多氯取代的平面芳烃类化合物。,一、概论,2 种类,多氯代二苯并-对-二恶英（PCDD）多氯代二苯并呋喃（PCDF）,3 多氯联苯,209种同系物异构体单体,4 持久性有毒物,对于环境中难以降解的有毒、有害物质。,5 二恶英及其类似物的研究历史,1899 发现氯代化合物接触特征性氯痤疮1918 接触氯代化合物引起氯痤疮的暴发1920-1940 北美湖底泥中PCDD/Fs水平明显生高1929 开始商业性生产PCB1957 美国东南部家禽中发生“鸡疫病”1968 日本发生米糠油事件1977 美国禁止使用PCB,1978 发现固体垃圾焚烧可以释放TCDD，科学家对大鼠接触TCDD进

10、行系统的致癌研究。1985 美国环保局对TCDD进行危险性评价1986 证实在用氯进行纸张漂白中检出二恶英1997 国际癌症研究机构发布TCDD对人体致癌性评价结果,6 二恶英环境化学特性,（1）热稳定性（2）低挥发性（3）脂溶性（4）环境中稳定性高,二、环境污染与食品污染来源,（一）环境中PCDD/Fs污染来源1 含氯化合物的使用（1）含氯化合物合成（2）纸浆漂白（3）氯碱工业,2 不完全燃烧与热降解（1）固体废弃物焚烧（2）汽车尾气（3）金属冶炼（4）含PCB设备事故,3 光化学反应4 生化反应,（二）食品中二恶英及其类似物的污染,人接触二恶英途径（1）直接吸入空气（2）通过摄入空气中的颗

11、粒（3）污染的土壤（4）皮肤的吸收（5）食物消费,1 食品中污染的来源,（1）食物链的生物富积（2）包装材料的迁移（3）意外事故,2 环境中污染的水平,三、毒理学,1 毒性（1）致死作用与“消瘦综合症”（2）胸腺萎缩（3）氯痤疮（4）肝毒性（5）免疫毒性,（6）生殖毒性（7）发育毒性和致畸性（8）致癌性,2 生化效应,（1）生长因子及其受体的改变（2）激素及其受体的改变（3）酶活性的改变,四、食品测定方法,1 化学测定法2 生物测定法 前者比后者分离净化手段复杂、仪器设备及人员技术能力要求高、分析费用昂贵，一般实验室难以展开。,五、二恶英及其类似物的控制措施,1 国家有关部门应监测二恶英严重污

12、染的地区2 应该避免城市固体废弃物无控制的焚烧3 建立食品和饲料中二恶英的监控水平、监测方法和允许限量标准,思考题,1 何谓二恶英？2 二恶英的种类。3 多氯联苯的理化性质。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种？6 简述二恶英环境化学特性。7 简述环境中二恶英污染的来源。,第三节 多环芳烃,多环芳烃（PAH）为煤、石油、煤焦油、烟草和一些有机化合物的热解或不完全燃烧产生的一系列多环芳烃化合物。,PAH的研究进展：,1916年日本学者在兔耳上成功地诱发了皮肤癌。1930年英国学者确定了第一个纯PAH二苯并a，h蒽致癌性。1933年Cook等由煤焦油中分离出苯

13、并a芘。20世纪30年代以来，一系列的PAH的研究表明，它们的致癌性极不相同。1973年国际癌症研究中心专家组评价指出一些PAH对人有危害。,一、物理化学性质和分析方法：,1 结构与命名（1）非稠环型联苯、联三苯（2）稠环型萘、蒽,2 理化性质：,室温下，所有PAH都是固体。,3 分析方法：,（1）提取和分离 提取、富集、净化（2）定性、定量测定,二、环境污染来源：,1 污染了的大气2 污染了的室内空气3 吸烟4 使用含PAH的产品5 屋内灰尘6 从污染了的土壤和水经皮肤吸收7 污染了的食品和饮水,三、食品污染：,1 食品污染PAH途径（1）被空气污染（2）由直接热气干燥污染（3）烟熏污染,2

14、 食品中检测PAH的指标：,苯并a芘,3 各种制品PAH污染情况：,肉及肉制品（1）减少PAH形成措施（2）肉品污染PAH原因,四、毒理学：,人类PAH的污染途径,硝酸盐、亚硝酸盐与N-亚硝基化合物,一、概论,Freund于1937年报道了2例接触N-亚硝基二甲胺中毒案例。Barnes等揭示了NDMA是肝脏的剧毒物挪威发生羊和貂患有严重性肝病，是食用带有亚硝酸盐腌制的鱼粉饲料所致。,N-亚硝基化合物,是一类具有亚硝基结构的有机化合物。,N-亚硝基化合物前体物：,（1）硝酸盐（2）亚硝酸盐（3）胺类,N-亚硝基化合物分类：,根据其分子结构不同：1 N-亚硝胺2 N-亚硝酰胺,二、环境污染与食品污

15、染来源：,1 环境中的硝酸盐和亚硝酸盐2 膳食摄入的硝酸盐和亚硝酸盐3 硝酸盐和亚硝酸盐作为肉类保存剂4 硝酸盐和亚硝酸盐的体内合成,三、毒理学,亚硝酸盐的急性毒性作用 1 镇静 2 平滑肌松弛 3 血管扩张 4 血压下降 5 高铁血红蛋白血症,四、危险性评估,FAO与WHO规定以钠盐计算硝酸盐和盐硝酸盐的每日允许摄入量（ADI值）5mg/kg，0.2mg/kg。,减少人体摄入N-亚硝基化合物措施:,1 尽量少吃盐腌和泡制食品2 避免长时间腌制鱼和肉3 在腌制过程中尽量少加硝酸盐和亚硝酸盐4 防止肉和蔬菜变质，减少前体胺的形成。5 尽量使用冰箱来保存食品,思考题,1 什么是多环芳烃？2 举例说

16、明多环芳烃的结构。3 环境污染多环芳烃的来源。4 食品污染多环芳烃的来源。5 食品中检测PAH的指标。6 肉制品中减少PAH形成的措施。,7 肉品污染PAH原因。8 人类PAH的污染途径。9 PAH提取方法有哪些？10 萘、蒽、苯并芘a的化学结构。,补充内容,1 N-亚硝基化合物前体物有哪些？2 N-亚硝基化合物的分类。3 举例说明含硝酸盐高的蔬菜有哪些？4 加硝肉与新鲜肉有何区别？5 膳食中亚硝酸盐和硝酸盐的来源。6 减少人体摄入N-亚硝基化合物的措施。7 简述亚硝酸盐的急性毒性作用。,第四节 杂环胺类化合物,杂环胺类化合物的研究进展,杂环胺 是在食品加工、烹调过程中由于蛋白质、氨基酸热解产

17、生的一类化合物。,1938年，Widmark发现烤马肉的提取物涂布于小鼠的背部可以诱发乳腺肿瘤。20世纪70年代，人们就食品添加剂的致癌、致畸、致突变性筛选试验建立了一系列方法。Sigimura和Nagao等首先发现，直接用明火烤鱼，检出有强烈的致突变性。,一、化学性质与分析方法,1 食品中杂环胺的种类（1）氨基咪唑氮杂芳烃喹啉类喹喔类吡啶类苯并恶嗪类（2）氨基咔啉,2 杂环胺的分离鉴定,杂环胺的富积、浓缩方法（1）加大烹调肉用量（2）增高烹调温度（3）肉中加肌酐,3 杂环胺的定量分析,二、食品中杂环胺的污染,1 通常经过高温烹调的肉类都有致突变性2 不含蛋白质与氨基酸的食品致突变性很低3 烹

18、调的鱼和肉类是膳食中杂环胺的主要来源,三、毒性,1 致癌性2 突变性,四、减少杂环胺危险性的措施,1 避免杂环胺的摄入2 不要使用过高温度烹调禽、畜肉和鱼等食品3 少用油炸和明火烧烤方式4 对于烧焦的食品，尽量去除烧焦的部分5 尽量使用微波炉加工食品,第五节 氯丙醇,一、概论,氯丙醇 是甘油上的羟基被氯取代所产生的一类化合物。类别（1）单氯取代的氯代丙二醇（2）双氯取代的二氯丙醇,二、食品污染来源,1 酸水解植物蛋白2 酱油3 不含酸水解植物蛋白成分的食物（1）烤谷物和焦麦芽及其提取物（2）发酵香肠4 家庭烹调5 包装材料6 饮水,第六节 丙烯酰胺,一、概论,丙烯酰胺 系制造塑料的化工原料，为

19、已知的致癌物。,2002年4月，瑞典科学家发现高温烹饪的淀粉中含有丙烯酰胺。美国、英国也发现淀粉类食品丙烯酰胺的含量超过WHO制定的饮用水中丙烯酰胺限量值。,二、食品中丙烯酰胺的形成,途径有三个1 由脂类、碳水化合物、氨基酸降解而形成的丙烯醛或丙烯酸2 一些常见的有机酸的脱水或脱羧基3 直接由氨基酸形成,三、减少丙烯酰胺危险性的措施,1 不要过度烹饪食物2 膳食均衡，多样化3 多吃水果、蔬菜，少吃煎炸食品和油脂类食品,思考题,1 食品中杂环胺的分类。2 食品中杂环胺的富积、浓缩方法。3 杂环胺的分析流程图。4 杂环胺有何毒性？5 减少杂环胺危险性的措施。,6 氯丙醇的化学结构。7 什么是氯丙醇？8 氯丙醇的分类。9 食品中氯丙醇污染的来源怎样？10 丙烯酰胺的的结构式。11 食品中丙烯酰胺的形成途径。12 减少丙烯酰胺危害性的措施。,Thank You,