第四章 化学和物理因素对食品安全性的影响

按来源划分
✓ 天然提取物：色素、香料；
✓ 发酵制取物：其结构和天然化合物结构相同，柠檬酸；
✓ 化学合成物 ：苯甲酸钠。
20 大类：酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧剂、漂白剂、膨胀剂、胶姆糖基础剂、着色剂、护色剂、乳 化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、营养强化刑、防腐剂、凝固剂、甜味剂、增 稠剂等； 香料品种太多另为一类； 1997 年卫生部推荐了加工助剂类。
✓ 岩石中无机氟，通过风化、火山爆发和海洋气溶胶等形式释放于环境；
✓ 煤的燃烧和工业三废（如钢铁、铝、铜、镍的生产，磷矿的开采，磷肥的使
用，水泥和砖头的烧制）都含氟。
✓ 所有食品均含微量无机氟，鱼中稍高，茶叶含氟较高。
氟与人健康
人体必需微量元素，过量中毒。
每天摄入 3.3 mg 以下时，龋齿发生率低；每天摄入 6 mg 氟会发生氟斑牙和氟骨症
在达到一定的工艺功效后，若能在以后的加工、烹饪过程中消失或破坏，以避免摄 入人体则更安全。
要有助于食品的生产、加工、制造和贮藏过程，较低用量效果显著。 有严格质量标准，有害物质不得检出或超过允许标准。 对食品的营养不应有破坏作用，不应该影响食品的质量和风味，特别不得掩盖原有
风味。
使用方便、安全、易于贮存、运输与处理。 添加于食品后能被分析检测出来。 价格低廉，来源充足。
✓ 家庭及生活炉灶，工业锅炉等的烟灰，51％；
✓ 各种生产和使用焦油的工业过程，20%;
✓ 各种人为原因露天焚烧和失火、抽烟等，27％；
✓ 各种机动车辆及内燃机废气，0.9%
多环芳香烃对健康的影响
致癌作用：皮肤癌、肺癌、胃癌及肝癌等
诱发突变作用：与空气中二氧化氮、臭氧、硝酸和二氧化硫等发生光化学反应，
损害最严重的是小脑和大脑，致使患者视觉、听觉障碍。 甲基汞中毒特征是小脑和脑皮质两侧的脑细胞萎缩，最初症状是手 指、口唇和舌头麻木，说话不清，步态蹒跚，走路时不能骤然停止和转弯。 以后病人出现听力下降、视觉模糊和视野缩小等。
食品中汞中毒案例——水俣病 ➢ 食品中铅的污染
来源 土壤本底：世界上每个角落都有铅存在。土壤中通常含有 2-200 mg/kg 的
含汞废水灌溉，造成植物的一定污染，进而肉、禽（包括肝、肾）的污染；
含汞废水养鱼，其沉积颗粒经微生物的 甲基钴氨酸转移酶的作用，将汞甲基化，在硫化氢
存在下转化为二甲基汞 (CH3)2Hg
汞对人体健康的危害
中毒机理 ✓ 元素汞几乎不被消化道所吸收，大量摄入时因重力作用造成机械损伤。 ✓ 元素汞蒸发通过呼吸吸入危害人体健康。 ✓ 无机汞进入人体后可通过肾脏排泄一部分，未排出的部分沉着于肝、
2.多氯联苯的主要性质 PCBS 的理化性质随着苯环中氯的含量不同而不同，氯含量越高，脂溶性 和稳定性越高; 热稳定性好,分解温度 800℃以上，耐强碱、强酸，难以氧化，绝缘性好 半衰期长
3.多氯联苯的主要用途 绝缘油 热媒体
润滑油 增韧剂
可塑剂 涂料
4.多氯联苯的特性 （1） 生物蓄积性 （2） 远距离迁移性
对人类健康的影响
皮肤的病变
免疫毒性
致癌性
生殖毒性
内分泌毒性
控制环境污染物的主要措施 减少不合格污物排放； 不用不合格污水灌溉农作物；
搞好综合利用，减少工业污染等。 必须采用合格的材料制造生产食品的设备、工器具，保证食品包装材料的安全性。 第二节 人为加入的化学物质
一、 有意加入的化学物质
➢ 食品添加剂 ➢ 非食物性的有毒有害物质 ➢ 投毒 食品添加剂的分类
新吸收的铅以三磷酸铅的形式储存于肝、肾、胰和主动脉内，肝脏最高；血液中的铅仅
占人体总铅的1%左右，但它是慢性铅中毒急性发作的原因。血铅在100 μg/L以上时， 就可影响儿童的智力发育。
铅中毒的发生机理
抑制血红蛋白的合成
肾脏损伤
神经损伤
红细胞毒性
铅中毒的表现
急性中毒：呕吐、腹泻和流涎，部分病人可有腐绞痛，严重者有痉挛、
海洋生物尤其 甲壳类生物
自然本底
砷元素：无毒
含砷农用化学 物质的使用
无机砷： 3 价砷比 5 价砷毒性大， 5 价砷可在多个器官还原为 3 价砷，剧毒的有三氯化
二砷(砒霜)、砷酸钠、亚砷酸钠、砷酸钙、亚砷酸等，强毒的有砷酸铅；
有机砷：有机砷的毒性一般随着甲基数量的增加而递减，但三甲基砷具有高毒性；
➢二噁英类化合物（一类氯代含氧三环芳烃类化合物） 来源：
天然来源：森林、灌木起火；氯酚经微生物作用；
人类生产活动：
工业生产过程：二苯并二恶英/呋喃通过氯化自然界酚类物质形成，造纸中
使用氯漂白纸浆；
化工生产过程：氯和一些氯化物的副产物；
燃烧和焚化过程：含氯原料，垃圾焚化、冶金过程、供热燃烧；
蓄积库来源：二次污染
慢性中毒：植物性神经弱，如皮疹、皮肤色素异常（ 皮肤白斑、砷源性黑皮症、皮肤角
化过度等）），多发性神经炎、肌肉萎缩。
急性中毒：肠道症状。
致癌性、致畸性
➢ 食品中镉的污染
来源
✓ 自然本底
✓ 食品容器及包装材料的污染
✓ 工业污染
✓ 施肥的污染
中毒案例——痛痛病
➢ 氟的污染
来源
✓ 天然无机氟：氟化氢、氟化钙、氟化钠和六氟化氢等。
铅。华南地区为 26-47 mg/kg。
人为铅污染：铅矿、电池、弹药、焊条、染料、色素、电烙电镀、管道、 农药、含铅汽油等。
食品容器、用具造成的污染
铅对人体健康的影响 成人膳食铅吸收率10%以下， 3个月-8岁儿童最高达50% 经口和皮肤吸收，未排出体外的铅取代钙面沉积于骨 人体内铅90%蓄积于骨骼中。
头发脱落和指甲变形。
每人每日摄入量(ADI)和安全报入量(UL)为400 μg/d。
铜(copper.Cu)、铁、钼、锌、锡、锑、铝 二、有机污染物 持续性有机污染物（POPs）：是一系列在环境中长期残留和长距离迁移，具有脂
溶性和生物蓄积性，对人类和野生动植物有高毒的含碳化合物。
POPs 的特性：持久性 /长期残留性、生物蓄积性、半挥发性、高毒性 、长距
5. PCBS 的检测：IUPAC（国际纯品与应用化学联合会） nos.28，52，101，118， 138，153，180 共 7 种，反映食物中 PCBS 的总体污染情况。（米糠油事件）
6. PCBS 的毒性 致癌性： 生殖毒性
神经毒性 干扰内分泌系统
7. PCBS 的预防和控制 控制垃圾的焚烧，进行垃圾分类处理。对于焚烧炉, 确定允许排放的限量 标准。 对于职业人员，加强职业保护 集中封存
第四章 化学和物理因素对食品安全性的影响 第一节 环境污染所致的化学危害 一、痕量金属的污染
➢ 食品中重金属来源
自然环境本底污染：湖北恩施、陕西紫阳富硒区；贵州遵义以南山区、内 蒙古部分草原髙砷；安徽涡阳、大庆地区髙氟
工业三废和和农药化肥污染 加工过程和包装材料的污 重金属的污染特点 1、 来源广、残留时间长、能沿着食物链转移富集，有放大作用
离迁移性
来源：农药、尾气、工业废气
4. POPs公约
POPs公约是指2001年5月，世界上90多个国家在斯德哥尔摩签署的旨在控制和
消除持久性有机污染物(POPs) 污染影响的国际公约。
联合国环境规划署 ( United Nations Environment Programme, UNEP）国际
公约中首批控制的12种POPs是艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、DDT、氯丹、六氯苯、
✓ C类：认为在食品中使用不安全或应该严格限制作为某些食品的特殊用途者，原 则上禁止使用：
✓C(1)类：根据毒理学资料认为在食品中使用不安全者； ✓C(2)类：认为应该严格限制在某些食品中作特殊应用者。
食品添加剂的基本要求
本身经充分的毒理学评价程序，证明在规定使用范围内对人体无毒无害。
在进入人体后不能在体内分解为对人体有害的物质。
生成硝基－多环芳香烃和羟基－多环芳香烃等突变诱导物
➢ 多氯联苯（Polychlorinated biphenyl，PCBs）
1.定义：多氯联苯（polychlorinated biphenyls，PCBs）是一系列由两个苯环组
成且含氯量不同的同系物的混合物，即联苯分子中一部分或全部氢原子被氯原子
取代后形成的各种异构体混合物的总称。
铅中毒者的营养特点与需求
✓ 对维生素 C 的需求
长期接触铅时，可能引起体内维生素 C 的缺乏，因为铅可以促进维生素 C 的氧化，而且这一过程是不可逆的，因此给予铅中毒者大量的维生素 C 可以延 缓中毒症状的出现或使症状减轻。
✓ 钙、铁、锌等元素
因这些金属元素同为二价金属元素，在体内代谢过程中会有竞争作用，增 加这些元素的供给能减少铅的吸收与积蓄.
➢ 其他痕量元素
铬（Cr）
人体必需的微量元素
六价铬(K2Cr2O7)毒性大，每天允许摄入量为 0.05 mg/kg；
三价铬(CrCl3)毒性较小，每天允许摄入量为 1mg/kg。
铬盐在血中形成氧化铬，血红蛋白→高铁→红细胞携氧下降
硒(selenium,Se)
人体必需微量元素，过多危害健康 摄入硒量高达38 mg/d，3-4天内头发脱落。慢性中毒者平均摄入硒4.99 mg/d，
肾并对它们产生损伤。 ✓ 有机汞如甲基汞吸收入率达 90%以上，通过肠道排出但排泄缓慢，具
有蓄积作用，甲基汞可通过血脑屏障进入脑内，与大脑皮层的巯基结合， 影响脑细胞的功能。
中毒症状 甲基汞在胃酸的作用下转化为氯化甲基汞，与脂肪质有高度亲和
力，在血液中与血红细胞血红蛋白巯基结合，通过血脑屏障进入大脑，与 脂质结合，影响大脑功能。
灭蚁灵、毒杀芬、七氯、多氯联苯、二噁英和苯并呋喃。
典型的POPS
多环芳香烃
多氯联苯（PCB）
二噁英类化合物
➢ 多环芳香烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）
来源：
天然存在：微生物、植物（烟草、胡萝卜等）生长过程中合成
有机物不完全燃烧：煤炭、石油、汽油、木柴等不完全燃烧
2、 重金属离子在自然环境中不能被破坏
3、 水体中的某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物
4、 只要有微量重金属即可产生毒性效应
一、痕量金属的污染
➢ 食品中汞的污染
➢ 食品中砷的污染
➢ 食品中铅的污染
➢ 食品中镉的污染
一、痕量金属的污染
➢ 食品中汞的污染
来源：早期含汞农药的使用，如西力生作为拌种杀虫剂；
食品添加剂的危害与毒性
致癌、致畸、致突变（可疑或确定者不多）
经历较长时间才能显露出来，对人体产生潜在的毒害。 ✓ 确证致癌：甘精（对位乙苯尿）、甜精（环己基磺酸胺）、溴酸钾、食用紫 色一号、BHT（丁基羟基甲苯）等 ✓ 无定论：过氧化氢
急性和慢性中毒：滥用，过量使用或有毒杂质含量过高而引起，如亚硝酸盐、 漂白剂、色素等。 过敏反应 大分子物质，日益增多，
✓ 糖精－皮肤骚痒及日光过敏性皮炎， ✓ 苯中酸及偶氮类染料－哮喘等系统过敏症状； ✓ 多种香料－呼吸道器官发炎、咳嗽、喉头浮肿、支气管哮喘、皮肤搔痒、
皮肤划痕症、麻疹、血管性浮肿、口腔炎、便秘、头痛、行动异常、浮肿 及关节痛； ✓ 柠檬黄等－支气管哮喘、麻疹、血管性浮肿等。 叠加毒性：两种以上的化学物质组合之后会有新的毒性。食品添加剂与其他的 化学物质如农药残留、重金属、PCBs等一起或同时摄入的话，使原本无致癌性 化学物质转化为致癌性的物质。 体内蓄积问题－脂溶性物质 食品添加剂转化产物问题
✓ 优质蛋白质
蛋白质可与铅结合成可溶性络合物，促进铅从尿中排出。 ✓ 脂肪
脂肪不宜过多，因为脂肪可促进铅在小肠内的吸收。
✓ 高膳食纤维 ✓ 果胶等天然高分子物质
主要功能性原辅料选择：脱脂奶粉、刺梨汁
➢ 食品中砷的污染
来源 含砷矿石的开
含砷农药的使
采
用
金属冶炼 化工生产和燃
料燃烧
砷对人健康的影响
按功能划分：A、B、C类
✓ A 类：已经制定 ADI（日容许摄入量，acceptable daily intake）和暂定 ADI 者：
A(1)类：毒理学清楚，制定 ADI 值或认为毒性有限，无需规定 ADI 者；
A(2)类：毒理学不完善，暂定 ADI 值，暂时许可用于食品者
✓ B类：曾经进行过安全评价，但未建立ADI值，或者未进行过安全评价者： ✓B(1)类：曾经评价，毒理学资料不足，未制定ADI； ✓B(2)类：未评价。
瘫痪和昏迷。
慢性中毒：引起造血、胃肠道及神经系统病变。早期贫血，虚弱和疲
倦，头疼，肌肉疼，手脚不灵，注意力不集中，感情易冲动，牙齿可
出现黑色铅线，儿童有胃和下腹疼痛等症状。可引起慢性肾脏百度文库患，
妇女不孕和死产以及早产。严重铅中毒还可能引起脑损伤。铅还可损
害人体的免疫系统，导致机体抵抗力的明显下降。
实例－－排铅果奶的研制