N-亚硝基化合物

N-亚硝基化合物对食品的污染及其预防根据世界癌症研究基金会和美国癌症研究所的最新观点认为：癌症死亡中大约有20%～60%与膳食有关，精确估计为35%，再加上其它环境因素如饮酒、吸烟等生活方式，大约有80%～90%癌症与环境因素有关，而只有10%～20%与遗传因素有关。食品中存在的致癌物有4大类：N-亚硝基化合物、多环芳烃化合物、杂环胺、霉菌毒素等。近几年发现的、并且致癌性较强的就有3种：二噁英、氯丙醇、丙烯酰胺等大约有80%～90%的癌症与环境因素有关，而只有10%～20%与遗传因素有关。如果预防措施得当，可降低30%～40%癌症发病率，大约每年减少300～400万癌症引起的死亡。一、N-亚硝基化合物的种类与理化性质二、食物中N-亚硝基化合物的来源与合成三、人体内N-亚硝基化合物来源四、N-亚硝基化合物的毒性五、预防N-亚硝基化合物危害的措施什么是N-亚硝基化合物呢？R1N-N=OR2N-亚硝胺((N-nitrosamine)其中，R1、R2可以是烷基或环烷基，也可以是芳香环或杂环化合物；另外氢元子可被其它元素取代。R1和R2可相同，称为对称性亚硝胺；R1和R2可不相同，称为非对称性亚硝胺。R1N-N=OR2─CON-亚硝酰胺((N-nitrosamide)式中，R1、R2可以是烷基或芳基，R2还可以是NH2、NHR、NR2（称为N-亚硝基脲）或RO基团（即亚硝基氨基甲酸酯）。N-亚硝基化合物的理化性质(1)亚硝胺：低分子量的亚硝胺（又称挥发性亚硝胺）（如二甲基亚硝胺）在常温下为黄色油状液体；而高分子量的亚硝胺（又称为非挥发性亚硝胺）多为固体。二甲基亚硝胺可溶于水及有机溶剂，而其它亚硝胺均不能溶于水，只能溶于有机溶剂。亚硝胺在中性和碱性条件下较稳定，在一般条件下不易发生水解，但在特殊条件下可发生反应：1)水解：盐酸、Br2、H2SO4+KMnO2、HB4+冰醋酸等均可以使亚硝胺溶液中的亚硝胺水解，破坏亚硝胺结构，这些化学物质又称为去亚硝基化剂。在实验室，常用这些试剂破坏残留的亚硝胺。2)形成氢键及加成反应：亚硝基上的O原子和与烷基相连的N原子能与甲酸、乙酸、三氯乙酸等形成氢键。某些亚硝胺还能与BF3、PC5、ZnBr2等发生加成反应。3)转亚硝基：二甲基亚硝胺和N-甲基苯胺之间可进行转亚硝基反应。脂肪族胺之间的转亚硝基反应需要在强酸条件下进行。4)氧化：亚硝胺可以被多种氧化剂氧化成硝胺。5)还原：在pH1～5的酸性条件下，可发生4个电子还原，产生不对称肼；而在碱性条件下则发生2个电子还原，产生二级胺和一氧化二氮(N2O)。6)光化学反应：在酸性水溶液或在有机溶剂中，在紫外光照射下，亚硝胺的NO基可发生裂解，实验室常用此方法破坏亚硝胺。(2)N-亚硝酰胺：亚硝酰胺的化学性质活泼，在酸性或碱性条件下均不稳定。在酸性条件下可分解为相应的酰胺和亚硝酸，在弱酸性条件下主要经重氮甲酸酯重排，放出N2和羧酸酯；在碱性条件下可迅速分解为重氮烷。食物中N-亚硝基化合物的合成R1R1N-N+HNO2→N-N=O+H2OR2R2R1其中N-NR2为胺类物质，HNO2称为亚硝基化剂，二者所发生的反应称为亚硝基化反应，因此二者又统称为亚硝基化反应前体物。(1)胺类前体物的来源1)食物中天然就含有胺类物质2)食物中蛋白质分解形成胺类物质蛋白质氨基酸胺类3)环境中的胺类物质污染食品分解脱羧(2)硝酸盐、亚硝胺盐前体物的来源1)植物性食品的来源土壤和肥料中的氮硝酸盐植物体内氮有机酸氨基酸蛋白质2)动物性食品的来源硝酸盐生成菌被植物吸收酶光合作用还原(3)N-亚硝基化合物的合成条件及影响因素1)合成条件：温度在0～100℃之间均可发生反应，且最适反应温度在37℃左右；浓度在μg/kg的情况即可发生反应；pH值为酸性条件下即可发生反应。2)影响因素①胺的种类：仲胺最宜发生亚硝基化反应，其次为伯胺、叔胺。②催化剂、抑制剂：催化剂如SCN-、NaCl等。抑制剂：葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、VC、VE、酚类化合物等。③霉菌：一些霉菌在食品中生长繁殖时，可使食品中仲胺与亚硝酸盐含量明显增高，从而易形成N-亚硝基化合物。部分食品中亚硝胺的含量水平食品干香肠熏肉熏火腿熏生肉干鱿鱼国家或地区亚硝胺含量（g/kg）加拿大二甲基亚硝胺10～20中国二甲基亚硝胺0.3～6.5荷兰二甲基亚硝胺0.4联邦德国二甲基亚硝胺2日本二甲基亚硝胺300咸肉咸鱼咸萝卜干加拿大吡咯烷亚硝胺4～40英国二甲基亚硝胺1～9中国二甲基亚硝胺鲱鱼罐头鱼露虾露酸菜前苏联二甲基亚硝胺2.2～2.3二甲基亚硝胺二甲基亚硝胺中国二甲基亚硝胺0.5～5.0啤酒新鲜大白菜新鲜猪肉二甲基亚硝胺0.5～5.0(1)从食物中摄取胺类及亚硝酸盐前体物；硝酸盐在胃内很容易转变成亚硝酸盐。(2)胃内温度→37℃。(3)胃内的pH值1～4范围。(4)胃内存在催化剂：SCN-、NaClN-亚硝基化合物的急性毒性（雄性大鼠，经口）N-亚硝基化合物LD50(mg/kg)N-亚硝基化合物LD50(mg/kg)甲基苄基亚硝胺18吡咯烷亚硝胺900二甲基亚硝胺27～41二丁基亚硝胺1200二乙基亚硝胺216二戊基亚硝胺1750二丙基亚硝胺480乙基二羟乙基亚硝胺7500N-亚硝基化合物致癌作用的特点:(1)能诱发各种实验动物的肿瘤，无一幸免。(2)能诱发多种组织器官的肿瘤，但以肝、食管和胃为主要靶器官。(3)多种途径接触均可诱发肿瘤，消化道摄入、皮下肌肉注射、皮肤接触。(4)一次大剂量或长期小剂量均有致癌作用。(5)可通过胎盘对仔代有致癌作用。对人类的致癌作用(1)有流行病资料表明，某些地区某些癌症如胃癌，食管癌和肝癌可能与食物中的N-亚硝化合物或其前体物有关。(2)对人类的致癌性尚无定论，原因是缺乏足够的证据表明摄入N-亚硝基化合物可直接引起人类的癌症。N-亚硝基化合物总的预防原则:不吃或少吃不新鲜的食品、腌制食品、发酵食品以及加工的熟食品；多吃新鲜的食品，尤其是绿色蔬菜和水果。在目前居民饮食习惯难以改变，或由于生活水平所限，不得不吃这些食品时，可采取如下预防措施：(1)防止细菌及霉菌污染食品。(2)控制食品加工中硝酸盐或亚硝酸盐的使用量。(3)施用钼肥。(4)多吃新鲜的水果。(5)制订标准并加强监测。海产品中N-二甲基亚硝胺≤4g/kg，N-二乙基亚硝胺≤7g/kg；肉制品中N-二甲基亚硝胺≤3g/kg，N-二乙基亚硝胺≤5g/kg；啤酒中N-二甲基亚硝胺≤3g/L。课后小结:一、N-亚硝基化合物的种类与理化性质二、食物中N-亚硝基化合物的来源与合成三、人体内N-亚硝基化合物来源四、N-亚硝基化合物的毒性五、预防N-亚硝基化合物危害的措施1.重点掌握内容:(1)食物中N-亚硝基化合物的来源；(2)预防亚硝基化合物危害的措施。2.思考题:怎样理解N-亚硝化合物对人类的可能致癌性。