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第四章化学性物质与食品安全第一节环境污染与食品安全一、环境污染物•原生环境与食品安全•次生环境与食品安全二、大气污染对食品安全性的影响•大气就其组分的含量变动情况可分为恒定组分、可变组分和不定组分三种。•恒定组分指N2、O2和Ar；可变组分指空气中的CO2和水蒸气；不定组分指煤烟、尘埃、硫氧化物、氮氧化物及一氧化碳等，大气污染主要是由不定组分造成的。三、水体污染对食品安全性的影响•水体污染物•1、病原体污染物•2、需氧物质污染物•3、有毒化学物质：（1）重金属（2）酚和氰（3）多环芳烃、有机氯化合物及部分有机氮化合物•4、酸、碱物质和盐类•5、石油类污染危害水污染对人群健康的危害，主要是通过饮用受污染的水资源和食用受水污染的鱼类、粮食、蔬菜等引起四、土壤对食品安全性的影响•土壤污染概述•土壤污染大致可以分为：重金属污染、农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等多种类型。第二节食物中兽药的残留一.概述•1.兽药：用于预防和治疗兽禽疾病的药物。•种类：抗生素类药、磺胺类、呋喃类、抗寄生虫药、激素类•2.兽药残留：指给动物用药后，残存于肉、蛋、奶等动物性食品中的兽药及其代谢物。•3.兽药残留的来源：•1）使用禁药；2）不按规定执行休药期；3）超标使用药物；4）加工过程中受到污染;5）用药方法错误;6）屠宰前使用兽药.二.食物中常见兽用药的残留•1.抗生素类•用途：预防和治疗动物临床疾病；•残留食品中常见种类：四环素、土霉素、金霉素等。•危害：生态环境、食用动物及人群中细菌的耐药性造成影响。•2.磺胺类药物•用途：广谱抗菌活性的化学药物；•残留食品中常见种类：磺胺嘧啶、磺胺醋酰；•危害：增强细菌的耐药性，人体肠道菌群失调。二.食物中常见兽用药的残留•3.激素类药物•用途：促进动物生长、提高饲料转化率•残留食品中常见种类：种类较多，固醇或类固醇类、多肽或多肽衍生物等。如：盐酸克伦特罗（俗称“瘦肉精”）是一种激素类药物，在饲料中禁用。•危害：激素的副作用。•4.抗寄生虫类药物•用途：驱除动物体内的寄生虫、促进动物生长。•残留食品中常见种类：苯并咪唑类（丙硫咪唑、丙氧咪唑、噻苯咪唑、甲苯咪唑和丁苯咪唑）•危害：持久残留于肝内，对动物有致畸性与致突变性第三节农药残留一、概述•农药是指用于消灭、控制危害农作物的害虫、病菌、鼠类、杂草、及其它有害动植物和调节植物生长的药物。•按用途分九种：•杀虫剂、杀螨剂、杀线虫剂、杀软体动物剂、杀鼠剂、杀菌剂、除草剂、脱叶剂、植物生长调节剂。二、农药污染食品的途径农药污染食品的途径及影响因素农田直接施用作物从污染环境中吸收农药食物其他来源的污染a.粮库内用农药食物链、生物富集b.几舍施用农药c.食品运输过程中d.事故性污染三、食品中常见的农药残留及其毒性•1.有机磷农药•有机磷农药多为磷酸酯类或硫代磷酸酯：•对硫磷（1605）、内吸磷（1059）、马拉硫磷（4049）、乐果、敌百虫、敌敌畏。三、食品中常见的农药残留及其毒性•2.氨基甲酸酯类•特点：对虫害选择性强，作用快，对人、畜毒性低，易分解，在体内不蓄积。常用产品有西维因、杀灭威、速灭威、叶蝉散•中毒机理是：抑制胆碱酯酶活力，在胃内酸性条件下易与食物中的亚硝酸盐类反应生成亚硝基化合物而呈现诱变性和致突变性。三、食品中常见的农药残留及其毒性•3.拟除虫菊酯类•是一类高效、低毒、低残留、用量低的农药，常用的有氯菊酯、溴菊酯、氯氰菊酯、甲醚菊酯•中毒机理：中枢神经毒，改变神经细胞膜钠离子通道，使神经传导受阻，动物出现流涎、共济失调、痉挛等症，主要引起神经系统症状。三、食品中常见的农药残留及其毒性•4.有机氯农药：•代表性产品：•666粉、DDT等，1983年停止生产使用•毒性特点：•中等毒性、难分解、半衰期10年以上，脂溶性强，蓄积于脂肪和含脂高的组织器官•主要靶作用器官：肝脏•有致癌、致畸作用透过胎盘乳汁，对胎儿婴儿有毒性四、控制食品中农药残留的措施•1、严格遵守并执行有关农药的安全使用规定；•2、严禁使用高毒农药（甲胺磷、对硫磷等）；•3、限制农药的使用剂量；•4、制订农药在蔬菜、水果中的最大残留限量标准；•5、加工时选用符合农残标准的原料，或采用一定加工措施去除农药。第四节动植物中的天然有毒物质•思考：•大豆中含有哪些有毒物质？如何通过加工除去？•食用苦杏仁和木薯引起食物中毒的原因是什么？•黄花菜为何最好食用干制品？•河豚味美，但我国相关法律规定：“河豚不得流入市场销售”，为什么？•食用发生“赤潮”海域的贝类会导致食物中毒，为什么？第五节食品添加剂的安全性•（一）食品添加剂的定义•《中华人民共和国食品卫生法》定义：食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质。食品强化剂是指为增强营养成分而加入食品中的天然或者人工合成的，属于天然营养素范围的食品添加剂。一、食品添加剂概况•（二）食品添加剂的发展年份20世纪70年代1981198619912002品种几十种21362110441513我国不同时期许可使用的食品添加剂品种一、食品添加剂概况•（三）食品添加剂的分类•按来源分为：天然和化学合成两大类。•按照使用目的和用途可分为：•1.为提高和增补食品营养价值的，如营养强化剂。•2.为保持食品新鲜度的，如防腐剂、抗氧剂、保鲜剂。•3.为改进食品感官质量的，如着色剂、漂白剂、发色剂、增味剂、增稠剂、乳化剂、膨松剂、抗结块剂和品质改良剂。•4.为方便加工操作的，如消泡剂、凝固剂、润湿剂、助滤剂、吸附剂、脱模剂。•5.食用酶制剂。•6.其他。一、食品添加剂概况我国1990年颁布的“食品添加剂分类和代码”分类食品添加剂种类分类食品添加剂种类01酸度调节剂12增味剂02抗结剂13面粉处理剂03消泡剂14被膜剂04抗氧化剂15水分保持剂05漂白剂16营养强化剂06膨松剂17防腐剂07胶姆糖基础剂18稳定和凝固剂08着色剂19甜味剂09护色剂20增稠剂10乳化剂00其他11酶制剂N/I/A食品香料•按安全评价划分：•CCFA（联合国食品添加剂法规委员会）曾在JECFA（FAO/WHO联合食品添加剂专家委员会）讨论的基础上将食品添加剂分为A、B、C3类，每类再细分为①、②2类。•A类：①已制定人体每日容许摄入量（ADI）②暂定ADI者。•B类：①曾进行过安全评价，但未建立ADI值；②未进行过安全评价者。•C类：①认为在食品中使用不安全；②应该严格限制作为某些特殊用途者。•（四）食品添加剂的卫生管理及使用原则•按照GB2760-1996《食品添加剂使用卫生标准》和《食品添加剂卫生管理办法》的要求，食品添加剂及其使用符合下列一般要求：•1、食品添加剂本身原则上经过规定的《食品安全发生毒理学评价程序》证明在使用限量范围内对人无害，也不应含有其他有毒杂质；对食品的营养成分不应有破坏作用；•2、食品添加剂进入人体后，最好能参加人体正常的物质代谢，或能被正常解毒过程解毒后全部排出体外，或因不能被消化道吸收而全部排出体外；一、食品添加剂概况•（四）食品添加剂的卫生管理及使用原则•3、食品添加剂在达到一定加工目的后，最好能在以后的加工、烹调过程被破坏或排除，使之不能摄入人体，则更安全；•4、食品添加剂应有的质量标准，有害杂质不能超过允许限量；•5、不得使用食品添加剂来掩盖食品的缺陷或作为伪造的手段。二、防腐剂和抗氧化剂•（一）防腐剂•防腐剂是用以保持食品原有品质和营养价值为目的的食品添加剂，它能抑制微生物活动、防止食品腐败变质从而延长保质期。•我国到目前为止只批准了32种允许使用的食物防腐剂，其中最常用的有苯甲酸、山梨酸等。•1.苯甲酸和苯甲酸钠•苯甲酸又名安息香酸（C6H5COOH），因其在水中的溶解度较低，多使用其盐（C6H5COONa）。添加剂名称食品最大使用量/(mg/kg)苯甲酸碳酸饮料0.2低盐酱菜、酱类、蜜饯0.5酱油、食醋、果酱（不包括罐头）、果汁（味）型饮料、果汁（味）冰1.0葡萄酒、果酒、饮糖0.8食品工业用塑料桶装浓缩果蔬汁2.0预调酒0.2•2.山梨酸及山梨酸钾•山梨酸及其钾盐对霉菌、酵母和需氧菌均有抑制作用，但对厌氧芽孢杆菌和乳酸杆菌几乎无效。山梨酸钾防腐效果随pH值升高而降低，但适宜的pH值范围比苯甲酸广，以在pH5-6以下使用为宜。•安全性高：与其他天然的脂肪酸一样，山梨酸在人体内参与新陈代谢过程，并被人体消化和吸收，产生二氧化碳和水。•ADI：0-25mg/kg体重（山梨酸钾及其盐的总量，以山梨酸计）。•3.丙酸及其盐•丙酸（CH3CH2COOH）及其盐类也是酸型防腐剂。其抑菌作用较弱，但对霉菌和需氧芽孢杆菌或革兰氏阴性菌有效，特别是对抑制引起食品发粘的菌类如枯草杆菌有效。抗菌作用比山梨酸弱，比乙酸强。对酵母不起作用。其最小抑菌浓度在pH5.0时为0.01%，pH6.5时为0.5%。•丙酸是人体代谢正常中间产物，安全性较高。在面包及糕点、果冻、蜜饯、果酱、糖果、饮料、酱油中都可使用。•ADI值不需要规定。•4.对羟基苯甲酸酯类•对羟基苯甲酸酯类是苯甲酸的衍生物。受pH值影响小，它们对细菌、霉菌和酵母有广泛的抑制作用。其中对霉菌和酵母的作用较强，对细菌特别是对革兰氏阴性杆菌及乳酸菌作用较弱。•抑菌机理：抑制微生物细胞呼吸酶与电子传递系统的活性，破坏微生物的细胞膜结构。•ADI：0-10mg/kg体重（以对羟基苯甲酸甲酯、乙酯和丙酯总量计。•二、抗氧化剂•抗氧化剂能阻止或推迟食品氧化变质、提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂。•抗氧化作用机理：1）阻断反应链，向氧化脱氢的脂肪供氢ROO·+AH（抗氧化剂）ROOH+A·2）向氧化生成的自由基供氢，中断脂肪过氧化•我国允许使用的有丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁基羟基甲苯(BHT)、没食子酸丙酯(PG)、特丁基对苯二酚、混合生育酚、异抗坏血酸钠、异山梨酸钠、茶多酚等。•1.丁基羟基茴香醚（BHA）•BHA通常是α-和β-异构体的混合物，不溶于水、可溶于油脂、对热相当稳定，在弱碱条件下不易被破坏。•1986年JECFA重新评价BHA的有关资料后，再次将暂定ADI从0.5mg/kg体重降至0.3mg/kg体重。•2.丁基羟基甲苯（BHT）•与BHT同属酚型油溶性抗氧化剂，其抗氧化作用较强、耐热性好，且没有BHA的特异臭，但急性毒性比BHA高，但无致癌性。•1986年JECFA将其暂定ADI值从0.5mg/kg体重降至0.125mg/kg。•3.没食子酸丙酯•没食子酸丙酯是多酚型抗氧化剂。其对猪油的抗氧化作用比BHA和BHT强。若与BHA、BHT并用，效果更好。与柠檬酸或酒石酸并用有增效和防止变色的作用。•ADI：0-2.5mg/kg•4.混合生育酚浓缩物•广泛存在于高等动、植物体内，具有抗氧化作用。天然的生育酚有α-，β-，γ-，δ-等，作为抗氧化剂使用的是它们的混合物——混合生育酚浓缩物。•热稳定性高，较高温度下仍有良好的抗氧化能力。•5.抗坏血酸及其钾、钠盐•水溶性抗氧化剂，可由葡萄糖合成，干燥状态较稳定，水溶液遇光、受热易破坏，在碱性条件下和金属离子存在时破坏更甚。•用途：啤酒、软饮料、果蔬制品和肉制品等抗氧化剂，防止褪色、变色、变味。三、发色剂和漂白剂护色剂硝酸钾（钠）、亚硝酸钾（钠）：发色机理：NO3-亚硝基化菌NO2-NO2-+CH3-CH-COOHHNO2+CH3-CH-COO-OHOH3HNO2H++NO3-+2NO+H2OMb+NOMbNO（肌红蛋白）（亚硝基肌红蛋白）除发色外，还有抑制肉毒梭状芽孢杆菌作用，仅用于肉类罐头和制品。•漂白剂•氧化型漂白剂：本身强烈的氧化作用使着色物被氧化破坏。如偶氮甲酰胺、过氧化苯甲酰。•还原型漂白剂：所产的SO2还原作用使物质褪色。•焦亚硫酸钠（钾）、亚硫酸氢钠、硫磺、低亚硫酸钠机制：a.亚硫酸将着色物还原褪色；b.亚硫酸抑制氧化酶，防止酶性褐变；阻止非酶性褐变；c.阻断微生物的生理氧化过程，防腐。•亚硫酸盐在加热中产生SO2挥发，少量进入人体被代谢为硫酸盐循正常代谢排除。残留量过高会对人体有害。四、呈味