重金属铅的化学形态及其食品安全_方勇

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
铅可能通过污染大气、水、食品包装材料和容器 等途径进入人体,危害人体的健康,人体受铅的毒害 也因其形 态 不 同 而 异。 大 鼠 的 毒 性 试 验 表 明,经 腹 腔注射不同形态铅化物,其 LD50 ( mg / kg BW) 值差异 很大,氧化铅为 400,硫化铅为 1 600,砷酸铅为 800, 醋酸铅为 150,而四乙基铅的口服致死剂量为 15[9]。 通常有机铅 的 毒 性 比 无 机 铅 大,如 四 乙 基 铅 的 毒 性 比无机铅要大,即使同为有机铅,其毒性也不同。四 乙基铅的化 学 稳 定 性 差,容 易 降 解 生 成 离 子 型 的 烷 基化合物。 大 量 研 究 表 明,带 电 荷 的 烷 基 铅 化 合 物 具有更大的 毒 性,当 中 性 的 烷 基 铅 分 子 失 去 一 个 有 机基团时,即得到带正电荷的烷基铅( 如 R3 Pb + ) 而 产生更大 的 毒 性。 一 般 来 说,烷 基 铅 的 毒 性 应 比 同 类的芳基铅要大。
环境中的铅主要经消化道、呼吸道吸收,其吸收 率取决于 铅 化 合 物 的 溶 解 度,易 溶 的 醋 酸 铅、氯 化 铅、氧化铅等吸收迅速,难溶的铬酸铅、硫化铅、硫酸 铅和碳酸铅等吸收少。但胃酸及体液环境可使难溶 性铅转变为易溶性铅而促进铅的吸收。四乙基铅等 脂溶性铅尚 可 经 皮 肤 吸 收,而 无 机 铅 不 能 被 皮 肤 吸 收[11]。对于动物而言,进入消化道的铅,主要在十二 指肠吸收,经 门 静 脉 到 达 肝 脏,一 部 分 进 入 血 液 循 环,吸收率仅 1% ~ 2% ,以幼龄动物吸收率较高,同时 钙缺乏可提高吸收率; 一部分由胆汁分泌进入肠道, 随粪便排出[12]。铅 吸 收 进 入 血 液,分 布 于 肝 脏、肾 脏、脾 脏、肺 脏 和 脑 等 软 体 组 织,以 肝 脏 和 肾 脏 含 量 最高。数周后转移到骨骼、牙齿和毛发中,以磷酸铅 的形式沉积下来。体内的铅 90% 以上存在于骨骼 中,血液中的铅总量仅占体内总铅量的 2% 。进入呼 吸道的铅,25% ~ 30% 被吸收,70% ~ 75% 随呼气排 出; 空气中的铅微粒,粒径大于 5 μm 者主要沉积于 鼻腔和咽喉部,小于 1 μm 者才能到达肺泡。
摘 要 铅是食品重金属污染中最严重问题之一,我国食品中铅的含量普遍偏高现象,已逐渐成为食品 安全热点问题。铅已经被证明对人体具有毒性,但各种铅的化合物之间毒性不同,并且在细胞内代谢、生物有 效性和机理各不相同,因此,铅的化学形态与食品安全之间存在密切联系。本文就重金属铅的毒性、化学形 态、分析方法和生物有效性的研究进行了简要综述,并初步探讨了铅的食品安全评价和食品安全标准现状。 随着铅的化学形态与毒性研究的深入,铅的食品安全评价体系将日趋完善。
众所周知,铅是分布广,能够在生物体内蓄积且 排 除 缓 慢,生 物 半 衰 期 长 的 重 金 属 环 境 污 染 物[1]。 铅对植物和 动 物 都 会 产 生 较 大 的 毒 害 作 用,不 仅 能 够阻止动植 物 的 生 长,还 能 通 过 生 物 链 的 富 集 作 用 到达位于顶 端 的 人 类 体 内,与 体 内 的 生 物 分 子 发 生 作用而 损 害 生 殖、神 经、消 化、免 疫、肾 脏、心 血 管 等 系统,影响 生 长 发 育。 铅 能 置 换 骨 骼 中 的 钙 而 储 存 在骨 中,可 对 人 的 中 枢 和 外 周 神 经 系 统、血 液 系 统、 肾脏、心血管 系 统 和 生 殖 系 统 等 多 个 器 官 和 系 统 造 成损伤,能造成认知能力和行为功能改变、遗传物质 损伤、诱导细胞凋亡等,引发痛风、慢性肾衰竭、严重 腹绞痛、急性肾衰竭等疾病,而且具有一定致突变和 致癌性[2]。我国尿铅正常值上限为 0. 08 mg / L,即使 每天摄入很 低 量 的 铅,也 会 在 人 体 内 储 存 积 累 而 导 致慢性中毒,甚至致癌。铅对儿童的危害更大,是一 种强烈的亲神经毒物,儿童血液中铅的含量超过 0. 6 μg / mL 时,就会出现智能发育障碍和行为异常,铅还 可增加先天性缺陷婴儿的发生机率[3]。
2 铅的化学形态与毒性关系
人体对铅的摄入并造成危害多以食物为媒介, 经常食用 高 铅 食 品 可 能 会 造 成 人 体 中 毒。 然 而,食 品中的铅多与生物成分相结合,呈现多种形态存在, 从而极大地 增 加 了 其 生 物 学 的 吸 收、利 用 及 体 内 分 布的多样 性,以 致 造 成 迥 然 不 同 的 生 物 效 应[8]。 为 此,在重金属铅的毒理学研究中,食品中铅的存在形 态及其与毒性的关系尚未得到充分认识。 2. 1 铅的化学形态
第 28 卷第 6 期
方 勇等 重金属铅的化学形态及其食品安全
125
2. 3 铅的细胞毒性机理 铅吸收进入血液后,90% 以上在红细胞内,在血
浆中不到 10% ,但铅的毒性效应主要取决于血浆中 的铅浓度和形态。体内 90% 以上的铅存在于骨骼, 骨骼中铅的半减期较长( 2 ~ 10 年,甚至终生) ,并可 保持相对稳定铅在体内的代谢与钙相似,当缺钙、血 钙降低或由于感染、饥饿、服用酸性药物而改变体内 的酸碱平衡时,均可能使骨内的铅释放入血。Oliveira 等[15]通过骨组织形态计量学方法研究了铅对骨代 谢的动态学 影 响 时,认 为 铅 可 引 起 骨 组 织 形 成 率 下 降,且下降水平与铅浓度相关。
在人体健 康 风 险 评 估 中,由 于 食 物 的 消 化 吸 收 所引起的暴 露,被 认 为 是 食 物 中 污 染 物 的 主 要 暴 露 形式。消化的污染物并不总是能反应机体的生物有 效性( Bioavailability) ,其中只有一部分能够被机体利 用。相对于 食 品 中 铅 的 总 量,铅 对 人 体 的 生 物 有 效 性更能准 确 反 映 人 体 对 铅 的 吸 收 及 铅 对 人 体 的 毒 性。体外模拟法是目前常用的研究胃肠道重金属的 生物有效性的方法。李筱薇等[13]通过建立人体外消 化 / Caco - 2 细胞模型方法评价大米中无机砷的生物 有效性。Bannon 等[14]用 Caco - 2 细胞模型来证明 细胞是否通过二价离子转运体( DMT1) 吸收铅而产 生毒性的。这种方法简单,成本低,时间短、效果好、 对于丰富重金属暴露评估技术和健全风险评估制度 将产生良好的影响。
1 重金属铅污染与人体健康
重金属 是 经 食 物 链 途 径 进 入 人 体 的 重 要 污 染 物,工业的过度发展加之人们环保意识的淡薄,使得 水体和土壤及农作物成为重金属的主要污染对象。 受到 重 金 属 污 染 的 粮 食、蔬 菜、水 果、鱼 肉 等 并 不 能 通过简单浸泡、清洗或多煮来去除残留,因为这些重 金属以不同形式结合于动植物体内。重金属在环境
基金项目: 江苏省自然科学基金( BK2011833) ,江苏省高校自然 科学基金( 10KJA550011)
收稿日期: 2012 - 07 - 28 作者简介: 方勇,男,1982 年出生,副教授,博士,食品安全与营养
中只有化学形态变化,不但不能被生物降解,相反却 能在食物链的生物放大作用下,成千百倍地富集,最 后进入人体,随着蓄积量的增加,机体便出现各种反 应,导 致 健 康 危 害,有 些 重 金 属 还 有 致 畸、致 残 或 突 变作用。重 金 属 经 食 物 链 进 入 人 体 后,主 要 引 起 机 体的是慢性 损 伤,在 体 内 需 经 过 一 段 时 间 的 积 累 才 显示出毒性,往往不易被人所察觉,更加重了其危害 性,它对食品安全和人体健康带来极大威胁。
王茂起等[4]在《中国食品污染监测体系的研究》 中指出,我 国 食 品 中 砷、汞 污 染 状 况 已 基 本 得 到 缓
124
中国粮油学报
2013 年第 6 期
解,但铅、镉的污染仍然突出。我国铅超标问题较严 重,大多来自工业污染,铅中毒群体事件不断[5]。大 中城 市 郊 区 蔬 菜、粮 食、水 果、肉 类 与 畜 产 品 中 铅 的 超标产 量 分 别 占 重 金 属 超 标 总 产 量 的 38. 6% 、 28. 0% 、27. 6% 、41. 9% 和 71. 1% 。我国食品重金属 残留限 量 国 家 标 准 规 定 铅 含 量 最 高 上 限,鲜 乳 为 0. 05 μg / mL,蛋类为 0. 2 μg / mL,肉类为 0. 5 μg / mL。 调查表明,全 国 鲜 奶 和 皮 蛋 的 铅 含 量 平 均 值 超 过 国 家标准,动物内脏( 肝、肾) 铅含量也偏高。2010 年, 蔡立梅等[6]调查表明,东莞市蔬菜铅污染问题突出, 特别是油麦菜和生菜,超标率分别达到 42. 86% 和 37. 5% 。我国膳食铅摄入量远远超过世界卫生组织 规定的耐受摄入量,国人日常生活每天从食物、饮料 中每天摄入铅量约 300 mg。通过膳食计算[7],我国 各年龄 段 铅 的 摄 入 量 偏 高,特 别 是 儿 童 已 经 达 到 PTWI( 每周耐受摄入量) 的 105. 6% ~ 109. 7% 。以 上分析研究 均 表 明 我 国 食 品 中 铅 的 含 量 偏 高,铅 污 染已经成为食品中主要重金属污染。
关键词 铅 化学形态 食品安全 食品标准 ICP - MS 中图分类号: TS207. 5 文献标识码: A 文章编号: 1003 - 0174( 2013) 06 - 0123 - 06
食品污染是影响食品安全性的重要因素。随着 我国现代工业的快速发展,人类生活环境中的空气、 水和土壤污 染 日 益 严 重,使 农 产 品 的 安 全 和 质 量 受 到影响,进 而 危 害 人 体 健 康。 随 着 重 金 属 污 染 导 致 的食品安全问题被纳入我国“十二五”规划的重点防 范对象,人 们 对 食 品 安 全 问 题 日 益 重 视。 铅 是 食 品 重金属污染 中 是 最 严 重 问 题 之 一,我 国 食 品 中 铅 的 含量普遍偏 高 现 象,已 逐 渐 成 为 食 品 安 全 的 热 点 问 题。铅的摄入及对人体造成的危害通常是因食用高 铅食物而 导 致 的 人 体 中 毒。 然 而,食 品 中 的 铅 多 与 生物成分相结合,呈现多种形态,从而极大地改变了 其生物的吸收、利用程度及体内分布,以致造成迥然 不同的生物效应。因此,在铅的毒理学研究中,食品 中铅的存在形态及其与毒性的关系仍然不明确。为 进一步深入 认 识 这 一 科 学 问 题,本 文 就 重 金 属 铅 的 毒性、化 学 形 态、分 析 方 法、生 物 有 效 性 及 其 食 品 安 全标准的研究进行综述。
2013 年 6 月 第 28 卷第 6 期
Fra Baidu bibliotek
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol. 28,No. 6 Jun. 2013
重金属铅的化学形态及其食品安全
方 勇 杨文建 陈 悦 马 宁 胡秋辉
( 江苏省粮油品质控制及深加工技术重点实验室,南京财经大学食品科学与工程学院,南京 210023)
食物中的铅可能来自多方面: 大气中的铅直接
沉积或经植物转化至谷物和蔬菜中; 室内铅尘污染 厨房中的食物; 食物在含铅釉彩器皿贮存而造成污 染; 非法使用砷酸铅为果园杀虫剂,使得水果皮含铅 量较高; 皮蛋在传统加工中需加入氧化铅残留在成 品中; 一些补钙剂和抗酸剂也含有大量的铅; 铅质焊 锡制作的食品罐头对食物的污染等。食物中铅的存 在形态较复杂,查 燕 等[10] 在 研 究 稻 麦 籽 粒 中 铅 的 分 布及存在形态时发现,在籽粒主要营养成分中,铅大 多存在于 蛋 白 质 中,主 要 与 谷 蛋 白 和 球 蛋 白 结 合。 因此,食品中存在的铅大部分是无机和有机结合态, 其毒性也与化学形态息息相关。 2. 2 铅的形态及其生物有效性
相关文档
最新文档