第五章_食品加工過(guò)程中產(chǎn)生的有害化學(xué)物質(zhì)

1、 食品生產(chǎn)加工、烹調(diào)過(guò)食品生產(chǎn)加工、烹調(diào)過(guò)程生成的污染物程生成的污染物u丙烯酰胺；丙烯酰胺；u氯丙醇；氯丙醇；u亞硝基類化合物；亞硝基類化合物；u多環(huán)芳烴類化合物；多環(huán)芳烴類化合物；u雜環(huán)胺類化合物。雜環(huán)胺類化合物。（一）（一） 丙烯酰胺丙烯酰胺n丙烯酰胺主要在高碳水化合物、低蛋丙烯酰胺主要在高碳水化合物、低蛋白質(zhì)的植物性食物加熱白質(zhì)的植物性食物加熱(120(120 C C 以上以上) )烹烹調(diào)過(guò)程中形成。調(diào)過(guò)程中形成。140-180140-180為生成的最為生成的最佳溫度佳溫度n但咖啡除外，在焙烤后期反而下降。但咖啡除外，在焙烤后期反而下降。1. 丙烯酰胺形成丙烯酰胺形成n丙烯酰胺的主要前體

2、物為游離丙烯酰胺的主要前體物為游離天門(mén)天門(mén)冬氨酸冬氨酸與與還原糖還原糖，二者發(fā)生，二者發(fā)生MaillardMaillard反應(yīng)生成丙烯酰胺。反應(yīng)生成丙烯酰胺。n食品中形成的丙烯酰胺比較穩(wěn)定；食品中形成的丙烯酰胺比較穩(wěn)定；但咖啡除外，隨著儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)，丙但咖啡除外，隨著儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)，丙烯酰胺含量會(huì)降低。烯酰胺含量會(huì)降低。 1. 丙烯酰胺形成丙烯酰胺形成2. 2. 丙烯酰胺毒性丙烯酰胺毒性 u中等毒性物質(zhì)。中等毒性物質(zhì)。u神經(jīng)毒性和生殖發(fā)育毒性神經(jīng)毒性和生殖發(fā)育毒性。u致突變作用，致突變作用，丙烯酰胺的代謝產(chǎn)物丙烯酰胺的代謝產(chǎn)物環(huán)氧丙環(huán)氧丙酰胺酰胺是其主要是其主要致突變活性物質(zhì)。致突變活性物質(zhì)。u

3、致癌作用。致癌作用。IARC 1994IARC 1994年對(duì)其致癌性進(jìn)行年對(duì)其致癌性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，將丙烯酰胺列為了評(píng)價(jià)，將丙烯酰胺列為2 2類致癌物類致癌物（2A2A）3. 控制與預(yù)防控制與預(yù)防 n避免過(guò)度烹飪食品。避免過(guò)度烹飪食品。n提倡平衡膳食，減少油炸和高脂肪食品的提倡平衡膳食，減少油炸和高脂肪食品的攝入，多吃水果和蔬菜。攝入，多吃水果和蔬菜。n食品生產(chǎn)加工企業(yè)，改進(jìn)食品加工工藝和食品生產(chǎn)加工企業(yè)，改進(jìn)食品加工工藝和條件。條件。（二）（二） 氯丙醇氯丙醇n氯丙醇一般指丙三醇上羥基被氯原子取代氯丙醇一般指丙三醇上羥基被氯原子取代1 12 2個(gè)所個(gè)所構(gòu)成一系列同系物、同分異構(gòu)體總稱。構(gòu)成一系列

4、同系物、同分異構(gòu)體總稱。n在實(shí)際生產(chǎn)中，大量產(chǎn)生的是在實(shí)際生產(chǎn)中，大量產(chǎn)生的是3-MCPD3-MCPD，少量產(chǎn)生的，少量產(chǎn)生的是是1,3-DCP1,3-DCP，2,32,3一一DCPDCP及及2 2一一MCPDMCPD。H2CHCOHCH2ClOHH2CHCOHCH2OHClH2CHCClCH2ClOHH2CHCOHCH2ClCl3-MCPD2-MCPD1,3-DCP2,3-DCP1. 氯丙醇簡(jiǎn)介氯丙醇簡(jiǎn)介n水解蛋白質(zhì)是用濃鹽酸在水解蛋白質(zhì)是用濃鹽酸在109109下回流酸解，下回流酸解，為了提高氨基酸得率，加入過(guò)量鹽酸，若原料為了提高氨基酸得率，加入過(guò)量鹽酸，若原料中還留存油脂，則其中甘油就同

5、時(shí)水解成丙三中還留存油脂，則其中甘油就同時(shí)水解成丙三醇，并進(jìn)一步與鹽酸中氯離子發(fā)生反應(yīng)，生成醇，并進(jìn)一步與鹽酸中氯離子發(fā)生反應(yīng)，生成一系列氯丙醇類化合物。一系列氯丙醇類化合物。1. 氯丙醇類化合物產(chǎn)生過(guò)程氯丙醇類化合物產(chǎn)生過(guò)程H2CH2CHCOHOHOH+3H2OH2CH2CHCOOOCCCOOOR1R3R2HCOOR1HCOOR2HCOOR3+2. 氯丙醇類化合物產(chǎn)生過(guò)程氯丙醇類化合物產(chǎn)生過(guò)程4. 4. 控制措施控制措施n原料控制；油脂含量低或脫脂；原料控制；油脂含量低或脫脂；n生產(chǎn)過(guò)程控制；生產(chǎn)過(guò)程控制；3. 3. 氯丙醇的毒性氯丙醇的毒性u(píng)致癌性；致癌性；u生殖毒性；生殖毒性；u遺傳毒性

6、；遺傳毒性；u神經(jīng)毒性神經(jīng)毒性（三）（三）N-亞硝基化合物亞硝基化合物o亞硝胺是在加工和干燥過(guò)程中由硝酸鹽和仲胺反亞硝胺是在加工和干燥過(guò)程中由硝酸鹽和仲胺反應(yīng)產(chǎn)生。應(yīng)產(chǎn)生。oR1和和R2為烷基、芳烷基、芳基時(shí)，稱為亞硝胺；為烷基、芳烷基、芳基時(shí)，稱為亞硝胺；當(dāng)當(dāng)R1(或或R2)為?；鶠轷；?R2(或或R1) 為烷基或芳烷基時(shí)，為烷基或芳烷基時(shí)，稱為亞硝酰胺。稱為亞硝酰胺。NNOR1R21. 分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及理化性質(zhì)分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及理化性質(zhì)2. 亞硝胺類物質(zhì)的性質(zhì)亞硝胺類物質(zhì)的性質(zhì)uN-N-亞硝胺為黃色中性物質(zhì)，常溫下為油亞硝胺為黃色中性物質(zhì)，常溫下為油狀液體或固體，稍溶于水，易溶于有機(jī)溶狀液體

7、或固體，稍溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，在堿性和中性環(huán)境中穩(wěn)定。劑，在堿性和中性環(huán)境中穩(wěn)定。uN-N-亞硝酰胺化學(xué)性質(zhì)活潑，在酸性或堿亞硝酰胺化學(xué)性質(zhì)活潑，在酸性或堿性環(huán)境中不穩(wěn)定。性環(huán)境中不穩(wěn)定。3. 亞硝胺的來(lái)源亞硝胺的來(lái)源u自然界中的閃電、火災(zāi)、化石燃料燃燒產(chǎn)生自然界中的閃電、火災(zāi)、化石燃料燃燒產(chǎn)生N0 xN0 x，在土壤微生物的硝化作用下，在土壤微生物的硝化作用下， 硝酸鹽被還硝酸鹽被還原為亞硝酸鹽；原為亞硝酸鹽；u大量使用氨肥造成部分地區(qū)土壤中亞硝酸鹽、大量使用氨肥造成部分地區(qū)土壤中亞硝酸鹽、亞硝胺嚴(yán)重超標(biāo)，形成區(qū)域性癌癥高發(fā)區(qū)亞硝胺嚴(yán)重超標(biāo)，形成區(qū)域性癌癥高發(fā)區(qū) u人們通過(guò)食物攝入亞硝胺

8、的主要來(lái)源是啤酒和人們通過(guò)食物攝入亞硝胺的主要來(lái)源是啤酒和腌制品腌制品( (腌豬肉、腌豆角等腌豬肉、腌豆角等) ) 。 u煙草烘烤產(chǎn)生的氮氧化合物，與烘烤過(guò)程中產(chǎn)煙草烘烤產(chǎn)生的氮氧化合物，與烘烤過(guò)程中產(chǎn)生的游離煙堿發(fā)生反應(yīng)后，產(chǎn)生亞硝胺。生的游離煙堿發(fā)生反應(yīng)后，產(chǎn)生亞硝胺。u食品霉變。食品霉變。u化工廢水、發(fā)酵廢水和洗滌廢水中含有大量的化工廢水、發(fā)酵廢水和洗滌廢水中含有大量的硝酸鹽或亞硝酸鹽和有機(jī)污染物。硝酸鹽或亞硝酸鹽和有機(jī)污染物。3. 亞硝胺的來(lái)源亞硝胺的來(lái)源4. 內(nèi)源性亞硝胺的生成內(nèi)源性亞硝胺的生成5. 5. 硝酸鹽和亞硝酸鹽的應(yīng)用硝酸鹽和亞硝酸鹽的應(yīng)用硝酸鹽亞硝基化菌亞硝酸鹽肉中的乳酸

9、亞硝酸NO肌紅蛋白亞硝基肌紅蛋白O2抑制肉毒梭菌產(chǎn)生毒素紅色NO2作用機(jī)制作用機(jī)制CH3CHOHCOOHNaNO2HNO2CH3CHOHCOONa+Mb+NOMbNO肌紅蛋白肌紅蛋白(Mb)(Mb)，血紅蛋白，血紅蛋白(Hb)(Hb)6. 毒性毒性u(píng)急性中毒急性中毒，主要表現(xiàn)在，主要表現(xiàn)在肝臟傷損肝臟傷損及及破壞破壞血小板血小板兩個(gè)方面兩個(gè)方面u慢性中毒，以慢性中毒，以肝硬化肝硬化為主為主u致癌作用致癌作用u致畸作用和致突變作用致畸作用和致突變作用n亞硝胺為間接致癌物。亞亞硝胺為間接致癌物。亞硝胺需在體內(nèi)肝臟微粒體硝胺需在體內(nèi)肝臟微粒體細(xì)胞色素細(xì)胞色素P450P450代謝為代謝為烷基烷基偶氮羥

10、基化物偶氮羥基化物，進(jìn)而致癌。，進(jìn)而致癌。 RNNOHn亞硝酰胺為亞硝酰胺為直接致癌物。直接致癌物。亞硝酰胺類化合物水解生亞硝酰胺類化合物水解生成成烷基偶氮羥基化物烷基偶氮羥基化物，對(duì)，對(duì)接觸部位直接致癌。接觸部位直接致癌。R1R2N-N=O（前致癌物）R1N-N=OR2CO （終致癌物）R1R2NHR1NHR2COHNO2HNO2+（仲胺） (酰胺)致癌機(jī)理致癌機(jī)理u防止食物霉變以及其他微生物污染防止食物霉變以及其他微生物污染 u控制食品加工中硝酸鹽及亞硝酸鹽的使用量控制食品加工中硝酸鹽及亞硝酸鹽的使用量u施用鉬肥施用鉬肥，降低硝酸鹽含量，降低硝酸鹽含量u增加維生素增加維生素C C攝入量，攝

11、入量，生素生素C C有阻斷亞硝基化的有阻斷亞硝基化的作用；作用； u制定標(biāo)準(zhǔn)并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)制定標(biāo)準(zhǔn)并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)7. 控制措施控制措施（四）（四） 多環(huán)芳烴化合物多環(huán)芳烴化合物 (polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）芘菲北蒽聯(lián)苯指分子中包括二個(gè)或二個(gè)以上苯指分子中包括二個(gè)或二個(gè)以上苯環(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔铩－h(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔?。? 1）非稠環(huán)型；（）非稠環(huán)型；（2 2）稠環(huán)型；稠環(huán)型；1.概述概述nPAHPAH是人類最早發(fā)現(xiàn)的致癌物。是人類最早發(fā)現(xiàn)的致癌物。n這類化合物種類很多，最典型的這類化合物種類很多，最典型的是是3,43,4苯并芘苯并芘 ，即苯并，即苯并(a)

12、(a)芘（以芘（以BaPBaP表示）表示）. .1. 概述概述2.2.食品中的食品中的PAHSPAHS來(lái)源來(lái)源u( (煤煤) )煙塵的污染，工業(yè)三廢的污染；有機(jī)煙塵的污染，工業(yè)三廢的污染；有機(jī)物不完全燃燒物不完全燃燒，廢氣中的，廢氣中的PAHsPAHs隨灰塵降落到隨灰塵降落到農(nóng)作物或土壤中，農(nóng)作物吸收造成污染。農(nóng)作物或土壤中，農(nóng)作物吸收造成污染。u食品烹調(diào)過(guò)程：食品烹調(diào)過(guò)程：熏制熏制 ，烘烤油炸烘烤油炸。u脂肪熱解或熱聚脂肪熱解或熱聚u植物和微生物可合成微量多環(huán)芳烴植物和微生物可合成微量多環(huán)芳烴u致癌作用致癌作用 u致突變作用，致突變作用，B(a)PB(a)P是一類間接致是一類間接致突變物突變

13、物u致畸作用：胚胎畸形、死胎、流產(chǎn)致畸作用：胚胎畸形、死胎、流產(chǎn)3. 苯并苯并(a)芘的危害芘的危害o控制環(huán)境（空氣、水）污染，防止食品受到控制環(huán)境（空氣、水）污染，防止食品受到PAHPAH的污染。的污染。o改進(jìn)煙熏、烘烤等加工工藝。改進(jìn)煙熏、烘烤等加工工藝。o避免采用高溫煎炸方式，油溫控制在避免采用高溫煎炸方式，油溫控制在200200以以下。下。o制訂食品制訂食品B(a)PB(a)P的允許含量標(biāo)準(zhǔn)的允許含量標(biāo)準(zhǔn)4. 預(yù)防預(yù)防PAH危害的措施危害的措施（五）雜環(huán)胺類化合物（五）雜環(huán)胺類化合物1. 雜環(huán)胺概況雜環(huán)胺概況o雜環(huán)胺（雜環(huán)胺（Heterocyclic AminesHeterocycli

14、c Amines，HCAsHCAs）是）是在食品加工、烹調(diào)過(guò)程中由于在食品加工、烹調(diào)過(guò)程中由于蛋白質(zhì)、氨蛋白質(zhì)、氨基酸基酸熱解產(chǎn)生熱解產(chǎn)生的一類小分子有機(jī)化合物。的一類小分子有機(jī)化合物。o具有強(qiáng)烈的具有強(qiáng)烈的致突變致突變作用，在多種動(dòng)物的不作用，在多種動(dòng)物的不同組織或器官可以同組織或器官可以誘發(fā)腫瘤誘發(fā)腫瘤。o迄今為止，已發(fā)現(xiàn)的迄今為止，已發(fā)現(xiàn)的HCAsHCAs有有2020多種，其中多種，其中對(duì)動(dòng)物致癌的有對(duì)動(dòng)物致癌的有1010種。種。雜環(huán)胺分為兩大組：雜環(huán)胺分為兩大組：n氨基咪唑氮芳烴類氨基咪唑氮芳烴類：喹啉類（：喹啉類（IQ)IQ)、喹喔啉類（、喹喔啉類（IQIQX X) )、吡啶類（吡啶

15、類（PhIP);PhIP);n氨基咔啉類氨基咔啉類：-咔啉（咔啉（ACAC）；）；-咔啉；咔啉；-咔啉；咔啉；2. 雜環(huán)胺的形成雜環(huán)胺的形成u食物蛋白質(zhì)或某些氨基酸成分在高溫下，食物蛋白質(zhì)或某些氨基酸成分在高溫下，合成合成HCAsHCAs，是膳食中產(chǎn)生的，是膳食中產(chǎn)生的HCAsHCAs的主要來(lái)源。的主要來(lái)源。u烹調(diào)時(shí)間和溫度是雜環(huán)胺形成的關(guān)鍵因素。烹調(diào)時(shí)間和溫度是雜環(huán)胺形成的關(guān)鍵因素。uPhIPPhIP在烹調(diào)的肉類食品中普遍存在，含量在烹調(diào)的肉類食品中普遍存在，含量最高最高。不同溫度、時(shí)間對(duì)油炸牛排中不同溫度、時(shí)間對(duì)油炸牛排中PhIpPhIp、MelQxMelQx含量的影響含量的影響u對(duì)多種器官具有致癌性；對(duì)多種器官具有致癌性；u間接致癌物，致癌機(jī)理：間接致癌物，致癌機(jī)理：N N羥基化活化羥基化活化后的后的HCAsHCAs帶正電荷與帶正電荷與DNADNA形成加合物。形成加合物。3. 雜環(huán)胺的致癌性及其作用機(jī)制雜環(huán)胺的致癌性及其作用機(jī)制4. 4. 雜環(huán)胺的致突變性雜環(huán)胺的致突變性u(píng)具有強(qiáng)烈的致突變作用，比具有強(qiáng)烈的致突變作用，比PAHsPAHs