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第二节 化学性污染及其预防.2

作者:葛可佑 当前章节:9240 字 更新时间:2026-6-18 16:41

应。

关于 B(a)P 致癌的机制与其代谢活化过程有关。B(a)P 在体外并不能与 DNA、RNA

或蛋白质以共价结合,但是进入体内后,即被微粒体混合功能氧化酶氧化成环氧化物,

则可与核酸大分子中的亲核基团结合而诱发肿瘤。

B(a)P 对人的致癌作用,至今尚无肯定的结论。目前关于流行病学的调查研究,多

集中在探讨多环芳烃与胃癌的发生的关系方面。

(四)预防措施

1.减少污染改进食品的烤熏工艺;使用纯净的食品用石蜡做包装材料;加强环境

质量监控,减少多环芳烃对环境及食品的污染。

2.限制食品中 B(a)P 的含量有人估计每人每年从食物中摄人的 B(a)P 总量为 1~

2mg,也有人认为在 40 年内,人体摄人 B(a)P 的总量 8mg 时,就有可能致癌,因此人体

每日摄入 B(a)P 的量不宜超过 10trg。如果每人每日进食 lkg 食物,则在食物中 B(a)P

的含量不应超出 6 斗 g/kg。我国目前制订的卫生标准要求:熏烤动物性食品中 B(a)P

含量≤5μg/kg(GB7104—1986),食用油中 B(a)P 含量≤10μg/kg(GB2716—1988)。

五、杂环胺类化合物污染及其预防

杂环胺(heterocyclic amines)类化合物包括氨基咪唑氮杂芳烃(AIAs)和氨基咔啉

两类。AlAs 包括喹啉类(IQ)、喹嗯啉类(IQx)和吡啶类。AIAs 咪唑环的仅氨基在体内可

转化为 N-羟基化合物而具有致癌和致突变活性。AIAs 亦称为 IQ 型杂环胺,其胍基上的

氨基不易被亚硝酸钠处理而脱去。氨基咔啉类包括α咔啉、γ咔啉和δ咔啉,其吡啶环

上的氨基易被亚硝酸钠脱去而丧失活性。

(一)危害性

杂环胺类化合物主要引起致突变和致癌。Ames 试验表明杂环胺在 S9 代谢活化系统

中有较强的致突变性,其中 TA98 比 TAl00 更敏感,提示杂环胺是移码突变物。除诱导

细菌基因突变外,还可经 S9 活化系统诱导哺乳动物细胞的 DNA 损害,包括基因突变、

染色体畸变、姊妹染色体交换、DNA 断裂、DNA 修复合成和癌基因活化。但杂环胺在哺

乳动物细胞体系中致突变性较细菌体系弱。杂环胺需代谢活化才具有致突变性,Ames

试验中杂环胺的活性代谢物是 N-羟基化合物, 细胞色素 P450 IA2 将杂环胺进行 N-氧化,

其后 0-乙酰转移酶和硫转移酶将 N-羟基代谢物转变成终致突变物。

杂环胺对啮齿动物均具不同程度的致癌性,致癌的主要靶器官为肝脏,有些可诱导

小鼠肩胛间及腹腔中褐色脂肪组织的血管内皮肉瘤及大鼠结肠癌。最近发现 IQ 对灵长

类也具有致癌性。

(二)杂环胺的生成

食品中的杂环胺类化合物主要产生于高温烹调加工过程, 尤其是蛋白质含量丰富的

鱼、肉类食品在高温烹调过程中更易产生。影响食品中杂环胺形成的因素主要有以下两

方面。

1.烹调方式杂环胺的前体物是水溶性的,加热反应主要产生 AlAs 类杂环胺。这是

因为水溶性前体物向表面迁移并被加热干燥。加热温度是杂环胺形成的重要影响因素,

当温度从 200℃升至 300℃时,杂环胺的生成量可增加 5 倍。烹调时间对杂环胺的生成

亦有一定影响,在 200℃油炸温度时,杂环胺主要在前 5 分钟形成,在 5—10 分钟形成

减慢,进一步延长烹调时间则杂环胺的生成量不再明显增加。而食品中的水分是杂环胺

形成的抑制因素。因此,加热温度愈高、时间愈长、水分含量愈少,产生的杂环胺愈多。

故烧、烤、煎、炸等直接与火接触或与灼热的金属表面接触的烹调方法,由于可使水分

很快丧失且温度较高,产生杂环胺的数量远远大于炖、焖、煨、煮及微波炉烹调等温度

较低、水分较多的烹调方法。

2.食物成分在烹调温度、时间和水分相同的情况下,营养成分不同的食物产生的

杂环胺种类和数量有很大差异。一般而言,蛋白质含量较高的食物产生杂环胺较多,而

蛋白质的氨基酸构成则直接影响所产生杂环胺的种类。肌酸或肌酐是杂环胺中α-氨基

-3-甲基咪唑部分的主要来源,故含有肌肉组织的食品可大量产生 AlAs 类(IQ 型)杂环

胺。

食品的成分美拉德反应与杂环胺的产生有很大关系,该反应可产生大量杂环物质

(可多达 160 余种),其中一些可进一步反应生成杂环胺。如美氏反应生成的吡嗪和醛类

可缩合为喹嘿啉类;吡啶可直接产生于美拉德反应;而咪唑环可产生于肌苷。由于不同

的氨基酸在美拉德反应中生成杂环物的种类和数量不同, 故最终生成的杂环胺也有较大

差异。

(三)预防措施

1.改变不良烹调方式和饮食习惯杂环胺的生成与不良烹调加工有关,特别是过高温

度烹调食物。因此,应注意不要使烹调温度过高,不要烧焦食物,并应避免过多食用烧

烤煎炸的食物。

2.增加蔬菜水果的摄入量膳食纤维有吸附杂环胺并降低其活性的作用,蔬菜、水果

中的某些成分有抑制杂环胺的致突变性和致癌性的作用。因此,增加蔬菜水果的摄人量

对于防止杂环胺的危害有积极作用。

3.灭活处理次氯酸、过氧化酶等处理可使杂环胺氧化失活,亚油酸可降低其诱变

性。

4.加强监测建立和完善杂环胺的检测方法,加强食物中杂环胺含量监测,深入研究

杂环胺的生成及其影响条件、体内代谢、毒性作用及其阈剂量等,尽快制定食品中的允

许限量标准。

六、二Ⅱ恶英类化合物污染及其预防

二恶英类(Dioxins)是由 2 个或 1 个氧原子连接 2 个被氯取代的苯环组成的三环芳

香族有机化合物,包括多氯二苯并二嚼英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs),共有 210

种同类物,统称为二嗯英类。二恶英类的分子结构如图 2-4-2 所示,每个苯环上可以取

代 1~4 个氯原子, 存在众多的同系物异构体, 其中 PCDDs 有 75 种同系物异构体, PCDFs

有 135 种同系物异构体。

二恶英类是一类非常稳定的亲脂性固体化合物, 其熔点较高, 分解温度大于 700℃,

极难溶于水,可溶于大部分有机溶剂,所以二恶英类容易在生物体内积累。自然界的微

生物降解、水解和光解作用对二恶英类的分子结构影响较小,故可长期存在于环境中,

其平均半衰期约 9 年。在紫外线的作用下可发生光解作用。

图 2-4-2 二啜英类的分子结构

(一)食品中二恶英类化合物来源

食品中的二恶英类化合物主要来自环境污染,尤其是经过食物链的富集作用,可在

动物性食品中达到较高的浓度。此外,食品包装材料中的二恶英类污染物的迁移以及意

外事故,也可造成食品二恶英类化合物的污染。

二恶英类化合物在自然界基本上不会天然生成,也没有工业生产产品。除了科学工

作者以科研为目的而进行少量合成之外,二恶英类来源大致有以下几种。

1.城市垃圾和工业固体废物焚烧调查表明,城市固体废物以及含氯的有机化合物

如多氯联苯、五氯酚、PVC 等焚烧时排出的烟尘中含有 PCDDs 和 PCDFs,其产生机制目

前尚不清楚,一般认为它是由于含氯有机物不完全燃烧通过复杂热反应形成的。例如,

多氯联苯(PCBC)广泛使用于变压器、电容器和油墨中,这类物品的燃烧,特别是油墨和

含油墨的物品混入生活垃圾进入焚烧厂, 它们在不完全燃烧的条件下, 将会产生 PCDFs。

五氯酚是一种木材防腐剂,经防腐处理的木材及其木屑、下脚料等,在加热制成合成板

或焚烧时, 也会产生 PCDDs 和 PCDFs。聚氯乙烯(PVC)被广泛用于电缆线外覆及家用水管

等,遇火燃烧亦会产生 PCDDs 和 PCDFs。也有不少科学研究人员认为任何燃烧过程都可

能或多或少地产生二恶英。

2. 农药生产含氯化学品及农药生产过程可能伴随产生 PCDDs 和 PCDFs, 其生成条件为

温度大于 145℃,有邻卤酚类物质,碱性环境或有游离氯存在。苯氧乙酸类除草剂、五

氯酚木材防腐剂等的生产过程常伴有二嗯英类产生。

3.氯气漂白 在纸浆和造纸工业的氯气漂白过程中也可以产生二恶英类,并随废

水或废气排放出来。

以上三种过程均可导致环境二恶英类污染,但其产生的数量不同。日本 1990 年的

调查结果显示,垃圾焚烧排放的二恶英类占总排放量的 80%一 90%,因此垃圾焚烧是

二嘿英的主要来源。另外,燃煤电站、金属冶炼、抽烟以及含铅汽油的使用等,是环境

二嚼英类的次要来源。

(二)二恶英类的危害

二恶英是一类剧毒物质,其急性毒性相当于氰化钾的 1000 倍。大量的动物实验表

明很低浓度的二恶英类就能对动物表现出致死效应。 从职业暴露和工业事故受害者身上

已得到一些二恶英类对人体毒性数据及临床表现, 暴露在含有 PCDDs 和 PCDFs 的环境中,

可引起皮肤痤疮、头痛、失聪、忧郁、失眠等症,并可能导致染色体损伤、心力衰竭、

癌症等。其最大危险是具有不可逆的致畸、致癌、致突变的毒性。

二恶英类有多种异构体, 各异构体的毒性与所含氯原子的数量及氯原子在苯环上取

代位置有很大关系。含有 1~3 个氯原子的异构体被认为无明显毒性;含 4~8 个氯原子

的化合物有毒, 其中毒性最强的是 2, 7, 一四氯二苯并二恶英类(2, 7,

3, 8 3, 8-TC-DD),

是迄今为止发现的最具致癌性的物质。

(三)预防措施

控制环境二恶英的来源是预防二恶英类化合物污染食品及对人体危害的根本措施。 如

减少含二恶英类化合物农药的使用;严格控制有关农药和工业化合物中杂质的含量,控

制垃圾焚烧和汽车尾气对环境的污染等。

七、食品容器和包装材料污染及其预防

食品容器、包装材料是指包装、盛放食品用的纸、竹、木、金属、搪瓷、陶瓷、塑

料、橡胶、天然纤维、化学纤维、玻璃等制品和接触食品的涂料。食品用工具设备是指

食品在生产经营过程中接触食品的机械、管道、传送带、容器、用具、餐具等。随着化

学工业与食品工业的发展,新的包装材料已越来越多,在与食品接触时,某些材料的成

分有可能迁移于食品中,造成食品的化学性污染,将给人体带来危害。所以应该严格注

意它们的卫生质量,防止产生有害物质向食品迁移以保证人体健康。目前我国已制订的

食品容器、包装材料卫生标准有 6 类 38 种,包括塑料 19 种,橡胶 2 种,金属及搪陶瓷

4 种,涂料 8 种,其他品种 5 种。某些高分子食品容器、包装材料在生产加工过程中需

要加入加工助剂。根据《食品容器、包装材料用助剂使用卫生标准》的规定,我国容许

使用的食品容器、包装材料用助剂共有 17 类 57 种。

(一)塑料及其卫生问题

塑料是由大量小分子的单体通过共价键聚合成的一类以高分子树脂为基础, 添加适

量的增塑剂、稳定剂、抗氧剂等助剂,在一定的条件下塑化而成的。根据受热后的性能

变化,可分为热塑性和热固性两类。前者主要具有链状的线型结构,受热软化,可反复

塑制;后者成型后具有网状的体型结构,受热不能软化,不能反复塑制。目前我国容许

使用的食品容器包装材料的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚碳

酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、苯乙烯一丙烯腈一丁二烯共聚物、苯乙烯与丙烯

腈的共聚物等;热固性塑料有三聚氰胺甲醛树脂等。

1.常用塑料

(1)聚乙烯和聚丙烯:均为饱和聚烯烃,故与其他元素的相容性很差,能加入其中

的添加剂的种类很少,因而难以印上鲜艳的图案。其毒性属于低毒级物质。

高压聚乙烯质地柔软,多制成薄膜,其特点是具透气性、不耐高温、耐油性亦较差。

低压聚乙烯坚硬、耐高温,可以煮沸消毒。

聚丙烯有防潮性及防透性,有耐热性,透明度好。可制成薄膜、编织袋和食品周转

箱等。

(2)聚苯乙烯(PS):能耐酸碱,耐热性差,容易碎裂。常用品种有透明聚苯乙烯和

泡沫聚苯乙烯两类,后者在加工中加入发泡剂制成,曾用作快餐饭盒,因可造成白色污

染,现已禁用。

聚苯乙烯为饱和烃,故相容性亦较差。其主要卫生问题是单体苯乙烯及甲苯、乙苯

和异丙苯等杂质具有一定的毒性。如每天给予 400mg/kg 体重苯乙烯可致动物肝、肾重

量减轻,并可抑制动物的繁殖能力。用聚苯乙烯容器贮存牛奶、肉汁、糖液及酱油等可

产生异味;贮放发酵奶饮料后,可有少量苯乙烯移人饮料,其移人量与贮存温度和时间

成正相关。

(3)聚氯乙烯(PVC):透明度高,易分解及老化。可制成薄膜(大部分供工业用)及盛

装液体的瓶子。硬聚氯乙烯可制管道。

PVC 本身无毒,主要的卫生问题有三个方面:①氯乙烯单体和降解产物的毒性:氯

乙烯经胃肠道吸收后,部分可分解成氯乙醇和一氯醋酸。氯乙烯在体内可与 DNA 结合产

生毒性,主要表现在神经系统、骨髓和肝脏。研究表明,氯乙烯单体及其分解产物具有

致癌作用,甚至有引起血管肉瘤的人群报告。我国国家标准规定,食品包装用 PVC 树脂

和成型品中氯乙烯单体含量应分别控制在 5mg/kg 和 lmg/L 以下。②氯乙烯单体的来

源:聚氯乙烯的生产可分为乙炔法和乙烯法两种,由于合成工艺不同,聚氯乙烯中所含

的卤代烃也不同。乙炔法聚氯乙烯含有 1,1-二氯乙烷,而乙烯法聚氯乙烯中含有 1,

2-二氯乙烷,后者的毒性是前者的 10 倍。③增塑剂和助剂:PVC 成型品中要使用大量的

增塑剂,有些增塑剂的毒性较大。除增塑剂以外,生产聚氯乙烯成型品时还要添加稳定

剂和紫外线吸收剂等助剂,这些助剂也会向食品迁移。

(4)聚碳酸酯塑料(Pc):具有无味、无毒、耐油的特点,广泛用于食品包装。可用

于制造食品的模具、婴儿奶瓶。美国允许此种塑料接触多种食品。

(5)三聚氰胺甲醛塑料与脲醛塑料:前者又名密胺塑料,为三聚氰胺与甲醛缩合热

固而成;后者为脲素与甲醛缩合热固而成,称为电玉,二者均可制食具,且可耐 120℃

高温。由于聚合时,可能有未充分参与聚合反应的游离甲醛,后者仍是此类塑料制品的

卫生问题。甲醛含量则往往 S 模压时间有关.时间短则含量高。

(6)聚对苯二年酸乙二醇醣塑料:可裁成直接或佩接接触食晶韵容器韶薄膜.特别

适合于制复合薄膜。在聚合中使用含锑、锗、钴和锰的催化剂,因此应防止这些催化剂

的残留。

(7)不饱和聚酯树脂及玻璃钢制品:以不饱和聚酯树脂加入过氧甲乙酮为弓发剂,

环烷酸钴为催化剂,玻璃纤维为增强材料制成玻璃钢。主要用于盛装肉类、水产、蔬菜、

饮料以及酒类等食品的贮槽,也大量用作饮用水的水箱。

2.塑料添加剂添加剂种类很多,对于保证塑料制品的质量非常重要,但有些添加

剂对人体可能有毒害作用,必须加以注意选用。

(1)增塑剂:增加塑料制品的可塑性,使其能在较低温度下加工的物质,一般多采

用化学性质稳定,在常温下为液态并易与树脂混合的有机化合物。如邻苯二甲酸酯类是

应用最为广泛的一种,其毒性较低。

(2)稳定剂:防止塑料制品在空气中长期受光的作用,或长期在较高温度下降解的

一类物质。大多数为金属盐类,如三盐基硫酸铅、二盐基硫酸铅或硬脂酸铅盐,钡盐和

镉盐;其中铅盐耐热性强。铅盐、钡盐和镉盐对人体危害较大,一般不得用于食品容器

和用具的塑料中。锌盐稳定剂在许多国家均允许使,其用量规定为 1%~3%。有机锡稳

定剂工艺性能较好,毒性较低(除二丁基锡外)。一般二烷基锡碳链越长,毒性越小。二

辛基锡可以认为经口无毒。

(3)其他:此外还有抗氧化剂、抗静电剂、润滑剂和着色剂等。常用的抗氧化剂有

丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT),均较安全。

3.卫生要求

(1)塑料本身应纯度高,禁止使用有可能游离出有害物质(例如酚、甲醛)的塑料,

如酚醛树脂。酚具有凝结组织中蛋白质的作用。酚中毒时,口腔、咽喉及胃有烧灼感,

发生呕吐,重者脉搏快而弱,呼吸困难。我国过去曾发生过因使用酚醛树脂食具,而出

现酚中毒的事例,现已禁止使用该塑料食具。

(2)树脂和成型品应符合国家规定的塑料卫生标准(表 2-4-6)。卫生标准的主要指标

为溶出试验。 餐饮业在选购食具和食品包装材料时应注意选择符合国家卫生标准的塑料

制品,不得使用再生塑料。

表 2-4-6 几种常用塑料卫生标准(mg/L)

项目 聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 三聚氰胺

4%醋酸中浸泡蒸发残留物 ≤30 ≤30 ≤30 -

蒸馏水浸泡中蒸发残留物 - - - ≤10

65%乙醇浸泡液红蒸发残留物 ≤30 - ≤30 -

正己烷浸泡中蒸发残留物 ≤60 ≤30 - -

水浸泡中高锰酸钾消耗量 ≤10 ≤10 ≤10 ≤10

重金属 ≤1 ≤1 ≤1 ≤1

(二)橡胶及涂料的卫生问题

橡胶的卫生问题主要是单体和添加剂。合成橡胶根据单体不同,有很多种类,但多

为二烯结构的单体聚合而成。品种有丁二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、氯 T-烯橡胶、丁

腈橡胶等。 其中丁腈橡胶由丙烯腈及丁二烯合成。 其单体丙烯腈毒性较强,大鼠经口 LD50

为 78~93mg/kg,可引起溶血,并有致畸作用。

橡胶添加剂有硫化促进剂、防老化剂和填充剂。促进剂的种类很多,大体分为无机

促进剂和有机促进剂。 接触食品的橡胶不可使用氧化铅作硫化促进剂。有机的促进剂中,

有一些不宜使用于接触食品的橡胶制品,如乌洛托品、乙撑硫脲。乌洛托品加温时可分

解出甲醛。乙撑硫脲对动物有致癌性。

防老剂的目的是提高橡胶的耐曲折性和耐热性。防老剂中的苯基β-萘胺、联苯胺

对动物均有致癌性,应禁止在食品用橡胶中使用。

橡胶填充剂中,白色的氧化锌、黑色的为炭黑。炭黑为石油产品,在燃烧过程中,

由于原料脱氢和聚合反应可产生苯并(a)芘,因此炭黑在使用前,应用苯类溶剂将苯并

(a)芘去除。

目前在食品工业中使用的环氧树脂涂料和罐头内壁环氧酚醛涂料已颁布国家卫生

标准,可按此标准进行监督。用环氧酚醛涂料作水果、蔬菜、肉类等食品罐头的内壁涂

料时,应控制游离酚的含量不超过 3.5%。接触酸性液态食品的工具、容器不得涂有干

性油涂料,以防止催干剂中金属盐类或防锈漆中的红丹(Pb3O4)溶入食品。

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