食品化学(谢明勇)第13章 食品污染物

第十三章食品污染物主要内容13.1 食品污染物13.2 食品中重金属元素13.3 来源于微生物的有毒物质13.4 农药残留13.5 兽药残留13.6 二噁英及其类似物13.7 多环芳香烃13.8 硝酸盐、亚硝酸盐和亚硝胺13.9 清洁剂和消毒剂13.10 本章小结与思考题知识点✓掌握食品污染物的定义、来源和种类✓掌握食品污染物对人体健康的影响✓了解重金属的定义、种类，并掌握金属元素中毒机制✓掌握农药的种类、不同类型农药的毒性✓掌握二噁英和多氯联苯的性质、毒性及特点✓了解多环芳香烃的来源、性质✓了解硝酸盐、亚硝酸盐和亚硝胺的性质、毒性✓了解清洁剂和消毒剂的种类重点与难点✓食品污染物的定义、来源和种类✓食品污染物对人体健康的影响✓各类食品污染物性质与毒性特点✓食品中不同种类农药残留毒性与限量✓金属元素中毒机制概述食品污染，是指食品及其原料在生产、加工、贮存、运输、销售到食用前等过程中，某些有毒有害物质进入食品，使食品的营养价值和品质降低而对人体产生不同程度的危害。

本章将这些物质统称为食品污染物。

本节内容13.1.1 食品污染物来源13.1.3 食品污染物对人体健康的影响13.1.2 食品污染的种类13.1 食品污染物回目录13.1.1 食品污染物来源食品污染物来源主要来自四个方面：1）食品中存在的天然有害物2）环境污染物3）食品生产、加工过程中，一些化学添加剂、色素的不适当使用，使食品中有害物质增加4）食品加工、贮存、运输及烹饪过程中产生的物质以及工具、用具中带来的污染物从有害物质的具体来源分类：1)可分为植物源的、动物源的、微生物源的以及因环境污染所带入的四类2)可分为外源性有害物质、内源性有害物质、诱发性有害物质三类3)可分为固有的和污染的固有的和污染的有害物质具体产生途径表13-1 固有的和污染的有害物质具体产生途径来源途径在正常条件下生物体通过代谢或生物合成而产生的有毒化合物固有有害物质在应激条件下生物体通过代谢或生物合成而产生有毒化合物有毒化合物直接污染食品有毒化合物被食品从其生长环境中吸收污染有害物质由食品将环境中吸收的化合物转化为有毒化合物食品加工中产生有毒化合物回本节13.1.2 食品污染的种类13.1.2.1 物理性污染13.1.2.3 生物性污染污染种类13.1.2.2 化学性污染13.1.2.4 其他污染13.1.2.1 物理性污染●概念：通常指食品生产加工过程中杂质超过规定的含量，或食品吸附、吸收外来的放射性元素所引起的食品质量安全问题。

●污染途经：主要有两方面：杂质和放射性污染。

13.1.2.2 化学性污染●食品化学性污染是指外来化学物质对食品的污染。

●这些污染物包括环境污染物、无意添加和有意添加的污染物以及在食品生产过程中产生的有毒有害物质。

●目前危害最严重的是化学农药、有害金属、多环芳烃类如苯并(α)芘、N-亚硝基化合物等化学污染物。

13.1.2.3 生物性污染●生物性污染主要是由有害微生物及其毒素、病毒、寄生虫及其虫卵和昆虫等引起的。

●致病菌主要来自病人、带菌者、病畜、病禽等。

致病菌及其毒素可通过空气、土壤、水、食具、患者的手或排泄物污染食品。

13.1.2.4 其他危害来源1)营养不平衡2) 食品加工、贮存和包装过程3)新型食品和强化食品转基因技术的食品卫生问题主要涉及三个方面：一是对实施转基因技术操作人员的安全；二是对环境生态的安全；三是食用安全。

强化食品并非多多益善，过度强化会适得其反。

急性中毒慢性中毒致畸、致癌作用污染物随食物进入人体后，在短时间内造成机体的损害，出现临床症状。

污染物的含量较低，不能导致急性中毒，但长时间食用会在体内蓄积，引起机体损害，表现出各种慢性中毒的临床症状。

一些有害的物质可以通过孕妇作用于胚胎，造成胎儿发育期细胞分化或器官形成不能够正常进行，出现畸形，甚至死胎。

13.1.3 食品污染物对人体健康的影响13.2 食品中重金属元素13.2.1 金属元素含量与毒性本节内容13.2.2 金属元素中毒机制回目录13.2.1 金属元素含量与毒性重金属概述重金属是指密度在5×103kg/m3以上的金属。

有些重金属通过食物进入人体，干扰人体正常生理功能，危害人体健康，被称为有毒重金属。

这类金属元素主要有：汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、砷(As)、锌(Zn)、锡(Sn)等。

农作物对重金属元素的富集污染来源食品生产加工、贮藏、运输过程中出现的污染强积蓄性生物富集作用危害以慢性中毒、长期效应为主有毒重金属元素危害性特点有毒重金属元素危害性特点金属元素含量与毒性一般来说，金属元素在含量较多时均表现出有害性或有毒性；含量较少时，人体必需的金属元素缺乏就会出现生长迟缓、繁殖衰退、直至死亡。

在缺乏初期，若能补充相应的金属元素，生长和繁殖等功能就会恢复。

●无机状态的砷主要以三价[As(Ⅲ)]和五价[As(V)]形态存在，As(Ⅲ)比As(V)的毒性强。

我国《食品中污染物限量》国家标准规定，砷含量最高：大米为0.15mg/kg，面粉为0.1mg/kg，杂粮为0.2mg/kg，鲜乳为0.05mg/kg。

●镉进入体内可损害血管，导致组织缺血，引起多系统损伤。

我国《食品中污染物限量》国家标准规定的镉的限量：水果、鲜蛋为0.05 mg/kg。

●汞对人体的神经系统、肾脏、肝脏等可产生不可逆的损害。

我国《食品中污染物限量》国家标准规定蔬菜中汞的的最高残留限量为0.01mg/kg，《生活饮用水水质卫生规范》规定汞不超过0.001mg/L。

●铅在生物体内的半衰期约4年，在骨骼中沉积的铅半衰期为10年，故铅在机体内较易积蓄，达到一定量时即可呈毒性反应，损害神经系统、造血器官和肾脏，人对铅的耐受量为3.5mg/周。

影响金属元素毒性的因素金属元素的毒性不但和其含量、价态有关，还和其他金属的存在有一定关系。

如:铜可增加汞的毒性，但也会降低钼的毒性；钼的存在也会降低铜的吸收；镉可干扰铜、钴、锌等微量元素的代谢，阻碍肠道铁的吸收，并能抑制血红蛋白的合成。

13.2.2 金属元素中毒机制金属元素的中毒机制比较复杂，除与金属元素在人体内的含量有关外，还与金属元素的侵入途径、溶解性、存在状态、金属元素本身的理化性质、参与代谢的特点及人体状态等有关。

一般来说，金属元素中毒的可能机理有以下几种情况。

1)金属元素破坏了生物分子活性基团中的功能基2)臵换了生物分子中必需的金属元素3)改变了生物大分子构象或高级结构总结：上述三种中毒机理，其实都是以金属元素与生物分子中的配基结合能力大小为基础的。

13.3 来源于微生物的有毒物质13.3.1 细菌毒素本节内容13.3.2 真菌毒素13.3.1 细菌毒素某些细菌的生长能产生具有生物活性的物质。

细菌毒素(Bacterial toxins)中毒一般是急性中毒，细菌毒素的产生需要较高的湿度条件，以利于细菌繁殖。

常见的细菌毒素中毒有肉毒中毒、金黄色葡萄球菌产生的肠毒素、沙门菌与副溶血性弧菌和病原大肠菌等造成的感染型食物中毒等。

13.3.1.1 肉毒中毒●肉毒中毒是细菌毒素中毒中最著名的一种，是由肉毒梭状芽孢杆菌生长而引起的，其毒性特别强，造成的死亡率很高。

已知有七种血清型的产毒肉毒杆菌：A、B、C(Cα、Cβ)、D、E和F●食品加热过程中或在通常的烹饪条件下，均能使其毒素失活。

此外，肉毒毒素对胃酸、胃蛋白酶等有一定的抵抗力，但对碱不稳定，在pH7以上条件下分解。

金黄色葡萄球菌是一种常见于人类和动物皮肤的细菌，其传染源为动物或人。

金黄色葡萄球菌中只有少数亚型能产生肠毒素，其产毒能力难以判定。

已知至少有六种不同的免疫学特性肠毒素，被命名为A、B、C(C1、C2)、D、E型。

根据血清学测定的结果，肠毒素A比较多见，依次顺序为D、B和C。

肠毒素具有相当的稳定性，且具有相当的热稳定性，所以通过一般的加热处理来使肠毒素灭活是不能提供食品安全性保证的。

13.3.1.2 金黄色葡萄球菌产生的肠毒素1有足够产生肠毒素的细菌，至少有1×106cfu（菌落形式单位）以上才能产生足够的毒素3须在适当的温度，足够时间下，才利于毒素的产生。

所以加热食品的后污染，是产生金黄色葡萄球菌中毒的原因2食品支持病原菌的生长和毒素的产生葡萄球菌食物中毒必须满足三个条件：13.3.1.3 副溶血性弧菌副溶血性弧菌是嗜盐菌，属于革兰氏阴性菌，适合生长的环境是海洋(pH=7.7，温度37℃左右)，在海水、贝类等中存在。

未经加热杀菌的海产品极易引起中毒，中毒的临床表现是腹泻、血便、阵发性腹部绞痛。

多数人出现恶心、呕吐等症状，少数人出现休克和神经症状，此发病原因是食品加热不彻底。

13.3.1.4 沙门菌属●沙门菌种类很多，其中能引起食物中毒的沙门菌一般为猪霍乱沙门菌、鼠伤寒沙门菌和肠炎沙门菌。

造成中毒的原因是生、熟食的混放。

●沙门菌中毒与肉毒中毒和肠毒中毒不同，它需要完整的沙门细菌细胞才产生中毒，并需要摄入一定量的食物或水，不属于毒素中毒。

13.3.1.5 其他细菌性中毒●产气荚膜梭菌（韦氏梭菌）所产生的毒素有十二种，有三种对人致病，1 g食品中其活菌数量在1×105cfu就能够致病，致病症状一般为头痛、腹泻、呕吐等。

●蜡状芽孢杆菌是一个食品传染致病菌，它产生两种不同的肠毒素，一种可以导致腹泻，另一种则导致呕吐。

回本节13.3.2 真菌毒素●真菌毒素是真菌在食品或饲料里生长所产生的代谢产物，对人类和动物都有害。

这类毒素中最主要的就是霉菌毒素。

霉菌毒素（Mycotoxins）是霉菌的次级代谢产物。

目前已发现有50个属的霉菌能产生毒素，只有三个属的霉菌会产生对人和动物致病作用的毒素，它们分别是曲霉属、镰刀霉属、青霉属。

●这些霉菌进入食品和饲料的途径主要包括原料的生产、加工、运输和贮藏。

底物和环境条件如湿度、温度、pH 值等是产生毒素的最重要的条件。

13.3.2.1 黄曲霉毒素黄曲霉毒素是由黄曲霉或寄生曲霉中少数的几个菌株产生的，它们的孢子分布广泛。

，它是食品中最为常见、污染最普遍、毒性最强的黄曲霉黄曲霉毒素B10.5~18mg/kg体重），它比无机物KCN的毒性高10倍，是砒毒素（LD50是最强的化学致癌物之一，它的致癌作用比二甲霜的70倍。

黄曲霉毒素B1基亚硝胺强75倍。

目前，全球对黄曲霉毒素在食品中的含量均有严格要求。

才分解明显。

但其在碱黄曲霉毒素的耐热性强，在近300℃的温度下B1性条件下是不稳定的。

13.3.2.2 其他重要的霉菌毒素单端孢霉烯族化合物（Trichothecene）是一组由镰刀菌的一些菌株产生的生物活性或化学结构类似的有毒物质，主要代表物是T-2毒素，它是食物中毒性白细胞缺乏症（ATA）的病原物质，能够导致机体系统器官损伤，FAO/WHO将T-2毒素每周的耐受摄入量确定为0.4ng/kg体重。