第八章 食品污染及其预防

概 述 定义：食品污染（food contamination）是指有毒有害物质在食品的种植、养殖、生产、加工、贮存、运输、销售、烹调直至餐桌的各个环节中，进入到食物中，造成食品的营养和或感官性状发生改变，并可能对人体健康造成危害。

概 述 分类： 生物性污染 化学性污染 物理性污染 危害：

一、食品微生物污染的来源及其途径 第一节 食品的微生物污染及其预防 1.原料污染； 2.生产加工、运输、贮藏、销售过程中的污染； 3.从业人员的污染； 4.烹调加工过程中污染。

二、食品中微生物生长的条件 食品的基本特性 营养成分 水分 Aw pH值 渗透压 食品的环境条件 温度 气体 湿度等

三、食品的细菌污染 （一）常见的食品细菌 （二）食品中的细菌菌相及其食品卫生学意义 （三）评价食品卫生质量的细菌污染指标与食品卫生学意义 1.细菌菌相 2.优势菌 3.食品卫生学意义 （三）评价食品卫生质量的细菌污染指标与食品卫生学意义 1．食品中菌落总数及其食品卫生学意义 2．大肠菌群及其食品卫生学意义

四、霉菌与霉菌毒素对食品的 污染及其预防 （一）霉菌与霉菌毒素概述 1．霉菌产毒的特点 2．霉菌产毒的条件 3．主要产毒霉菌及主要霉菌毒素 基质、水分 、湿度 、温度 、通风情况 3．主要产毒霉菌及主要霉菌毒素

（二）黄曲霉毒素 1．化学结构及性质 2．产毒条件和对食品的污染 3．代谢途径与代谢产物 4．毒性 5．预防措施 食品防霉 去除毒素 制定食品中AF限量标准

其他毒素： （三）镰刀菌毒素 （四）赭曲霉毒素 （五）展青霉素 1.单端孢霉烯族化合物 2.玉米赤霉烯酮 3.丁烯酸内酯 4.伏马菌素 5.对镰刀菌毒素毒素污染的预防措施 （四）赭曲霉毒素 （五）展青霉素

五、食品的腐败变质 （一）食品腐败变质的原因和条件 食品腐败变质（food spoilage）是指食品在微生物为主的各种因素作用下，造成其原有化学性质或物理性质发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程。 （一）食品腐败变质的原因和条件 1.食品本身的组成和性质 2.微生物 3.环境因素

（四）食品腐败变质的卫生学意义与处理原则 （二）食品腐败变质的化学过程 1.食物中蛋白质的分解 2.食品中脂肪的酸败 3.碳水化合物的分解 （三）食品腐败变质的鉴定指标 1.感官鉴定 2.化学鉴定 3.物理指标 4.微生物指标 （四）食品腐败变质的卫生学意义与处理原则

六、防止食品腐败变质的措施 （一）食品的低温保藏 （二）食品的加热杀菌保藏 （三）食品的高渗保藏 （四）食品的干燥脱水保藏 冷藏、冷冻保藏 （二）食品的加热杀菌保藏 巴氏消毒法、加压杀菌、超高温瞬时杀菌 （三）食品的高渗保藏 盐腌法、糖渍法、 提高酸度 （四）食品的干燥脱水保藏 （五）食品的防腐剂保藏 （六）食品辐照保藏

第二节 食品的化学性污染及其预防

第二节 食品的化学性污染 及其预防 农药和兽药的残留及其预防 有毒金属污染及其预防 N-亚硝基化合物污染及其预防 多环芳烃类化合物污染及其预防 杂环胺类化合物污染及其预防 其他

一、农药和兽药的残留及其预防

农 药 (pesticide) 是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草、和其他有害生物，以及有目的的调节植物、昆虫生长的化学合成或来源于生物、其他天然物质的一种或几种物质的混合物及其制剂。 利 估计每年因使用农药而挽回的损失相当于农业总产值的20%～70%

分 类 按用途 按化学组成和结构 按半数致死量 (经口LD50, PPM) 杀(昆)虫剂insecticide 杀(真)菌剂fungicide 除草剂herbicide 杀线虫剂 杀螨剂 杀鼠剂 落叶剂 植物生长调节剂 昆虫不育剂 按化学组成和结构 有机磷 氨基甲酸酯 拟除虫菊酯 有机氯 有机砷 有机汞 有机硫 取代苯 有机杂环 苯氧羧酸 按半数致死量 (经口LD50, PPM) 剧毒, < 5 高毒, 5～50 中等毒, 50～500 低毒, ≥ 500

农药残留 (pesticide residues) 任何由于使用农药而在食品、农产品和动物饲料中出现的特定物质、包括农药本身的残留及被认为具有毒理学意义的农药衍生物 按农药的残留特性和在环境中的半衰期分为 高残留农药：有机氯农药 中等残留农药 低残留农药

有机氯农药 杀虫剂：DDT、六六六、氯丹、七氯、艾氏剂 杀螨剂：三氯杀螨砜、三氯杀螨醇 杀菌剂：五氯硝基苯、百菌清、道丰宁 蒸气压低，挥发性小，使用后消失缓慢 脂溶性强，水中溶解度低 氯苯架构稳定，不易为体内酶降解，在生物体内消失缓慢 土壤微生物作用的产物，也象亲体一样存在着残留毒性 生物富集

斯德哥尔摩 公约

农药急性中毒 是急性化学性食物中毒中最常见的种类 台湾 中毒物质：有机磷杀虫剂(23.3%) 、嘉磷塞异丙胺盐除草剂(15.4%)、百草枯除草剂(11.9%) 、拟除虫菊酯类杀虫剂(11.6%) 、氨基甲酸酯类杀虫剂(6.7%) 中毒途径：口服(79.2%)，吸入(13.3%) 中毒原因：自杀(66.7%)，职业中毒(13.6%) 中毒死亡率约14.5%

有机磷农药急性中毒 有机磷杀虫剂是我国使用量最大的农药 常见杀虫剂 在自然界中易降解不易残留，生物蓄积性较低 神经毒物 剧毒：甲胺磷、对硫磷、内吸磷 高毒：敌敌畏、甲基1059 低毒：敌百虫、乐果、马拉硫磷、杀螟松 在自然界中易降解不易残留，生物蓄积性较低 神经毒物 和胆碱酯酶相结合后抑制其活性——乙酰胆碱蓄积——胆碱能神经过度兴奋 潜伏期通常2h以内

拟除虫菊酯类 农药 仿生合成的杀虫剂 高效、中等毒或低毒 低残留 易降解：光解 缺点：高抗药性 急性中毒，神经系统症状：流涎、共济失调、痉挛 无胆碱酯酶抑制作用 机制：干扰神经细胞膜钠离子通道功能，使神经传导受阻

氨基甲酸酯类农药 常用农药 特点：药效快，选择性高，易被土壤微生物降解，不易蓄积 杀虫剂：涕灭威、克百威、西维因 除草剂：禾大壮、哌草丹、丁草特 特点：药效快，选择性高，易被土壤微生物降解，不易蓄积 中毒：胆碱酯酶抑制作用，与有机磷农药相比可逆性相对较好，且尚未观察到迟发性神经毒作用 在弱酸条件下可与亚硝酸盐生成亚硝胺——致癌

农药中毒——预防 管理层面 开发新品种 物理性防治 农药管理条例 生物性农药（微生物农药） 农药登记毒理学实验方法 昆虫激素溶菌酶 食品安全性毒理学评价程序 农药安全使用标准 农药合理使用准则 农药残留限量国家标准和分析标准 开发新品种 生物性农药（微生物农药） 昆虫激素溶菌酶 拒食剂 不育剂 物理性防治

家庭果蔬去除农药方法 浸泡水洗：去除水溶性的农药 果蔬清洗剂 碱水浸泡：有机磷杀虫剂在碱性环境下分解迅速，一般500ml水中加碱5～10g 去皮 加热：氨基甲酸酯类杀虫剂随着温度升高，可加快分解

兽药 (animal drug residues) 兽药是指预防、治疗、诊断动物疾病或有目的地调节动物生理机能的物质 兽药残留是指动物产品的任何可食部分所含兽药的母体化合物和(或)其代谢物，以及与兽药有关杂质的残留 抗生素类 驱肠虫类 生长促进剂 镇静剂类 抗原虫药类 灭锥虫药类 β受体阻断剂 β受体兴奋剂

盐酸克伦特罗急性中毒 2001年11月，广东省河源市，484人中毒 2006年9月，上海市，336人中毒 2011年3月，河南双汇火腿肠“瘦肉精”事件 目前“瘦肉精”急性中毒报道仅见于盐酸克伦特罗

盐酸克伦特罗中毒特征 急性毒性 中等毒性 肌肉振颤、心动过速、心悸、强直性阵挛性抽搐 、头痛、头晕、恶心、呕吐 对于高血压、心脏病、糖尿病等中老年慢性病患者的威胁较大 慢性毒性 心率、呼吸加快 心肌损伤 肝脏受损

二.有毒金属污染及其预防 铅 镉 砷 汞

3个明显特点 半衰期特别长，一般均以年记，短则几年，长则几十年，容易造成生物蓄积 不能被生物降解而消除 食物链的逐级放大作用 以铅为例，血铅和组织铅25～30天，但骨铅则长达3～10年，且随着年龄增大，半衰期有延长趋势 不能被生物降解而消除 食物链的逐级放大作用

铅的主要环境污染途径 工业三废：废水、废气、废渣 含铅蓄电池 汽油防爆剂（四乙基铅） 油漆涂料

铅的健康危害 铅中毒性痛风 消化系统：一般消化道症状或腹绞痛 血液系统：溶血、贫血，干扰红细胞代谢 干扰嘌呤核苷酸的代谢，导致尿酸升高——古代帝王“丹丸”暴病致死 消化系统：一般消化道症状或腹绞痛 血液系统：溶血、贫血，干扰红细胞代谢 神经系统：δ-氨基-γ- 酮戊酸(ALA)，γ-氨基丁酸(GABA) 金属铅2B类致癌物，无机铅

铅和儿童智力发育

镉污染 在自然界中多以硫镉形式广泛存在，并常与锌、铅、铜、锰等矿共存，地壳中含镉量约为5μg/g 用途很广 在塑料、颜料、试剂等生产中，多用镉做原料或催化剂 由于镉能抗腐和抗磨，可用作金属的保护层，是不锈钢、电镀、镉光电管、雷达、电视机荧光屏等的重要原料 镉污染来源主要是铅、锌、铜的矿山和冶炼厂的废水、尘埃和废渣，以及电镀、电池、颜料、涂料工业的废水等

镉的健康危害 进入体内的镉与血红蛋白结合,一部分与蛋白巯基(-SH)结合,随血液输送到内脏,蓄积在肝脏和肾脏中,导致镉中毒 证据相对明确三大危害 肾功能损伤、骨骼损伤、前列腺癌 证据相对缺乏的可能危害 内分泌干扰作用：糖尿病 动脉硬化

环境砷污染的来源 天然环境中的砷 砷污染的来源 含砷矿藏及其它有色金属矿藏（往往有砷伴生） 附近的地下水中含As量很高（井水、温泉） 含砷地下水（饮水） 含砷煤的燃烧污染空气和食品 （吸入或食入） 含砷金属的开采和冶炼 含砷农药、防腐剂、除锈剂等使用

砷对人体危害 急性中毒 误食或投毒As2O3 或吸入AsH3引起 特征是胃肠道重度损伤、心脏功能失常、肾衰竭 腹疼、腹泻、恶心呕吐、米汤样大便、脱水等 头晕、头痛、心悸等 全身青铜色，七窍出血，尿毒症 可在24小时内死亡

砷对人体危害 慢性中毒 原因：急性亚急性中毒迁延而来或长期低剂量连续摄入引起 症状：主为末梢神经炎症状和皮肤改变 末梢神经炎症状 蚁走感，四肢感觉障碍，疼痛，行走困难，肌肉萎缩 皮肤及头发改变 皮肤色素高度沉着，弥漫的灰黑色或深褐色斑点 手掌和脚趾的皮肤高度角化，皲裂，溃疡经久不愈（砷疮），可转成皮肤癌 下肢皮肤变黑，产生坏疽－“黑脚病” 头发变脆脱落

环境中汞污染主要来源 工业用汞： 农业用汞 医院汞污染 工业用途在3000种以上(工业含汞废水的排放是环境中汞污染主要来源) 用作杀虫剂、杀菌剂、防霉剂和选种剂等。 医院汞污染 口腔科用汞合金补牙； 升汞作用消毒剂； 破碎的温度计、压力计等。 工业用汞： 工业用途在3000种以上(工业含汞废水的排放是环境中汞污染主要来源) 采矿业：汞矿的开采和冶炼； 化学工业：作为催化剂用于有机物聚合、氢化、脱氢、氧化、氯化等； 电子工业：用汞联接电路，制造开关和电池； 仪表制造业：温度计、压力计、比重计等； 冶金工业：汞齐法摄取贵金属。

汞对人体危害 甲基汞主要损害中枢神经系统 成人： 大脑皮层的运动区、感觉区、视觉区、听觉区 小脑 胎儿 损害几乎遍及全脑

三.N-亚硝基化合物 污染及其预防

来源与形成 由硝酸盐到亚硝酸盐 天然食物亚硝酸盐含量多低于1mg/kg 食物及环境中酶、细菌的作用 室温保存、酸菜、泡菜、咸菜制作中，硝酸盐大幅度下降，亚硝酸盐大幅度上升 低温、密闭、无菌保存时，亚硝酸盐含量上升不明显

来源与形成 腊味、咸鱼、香肠 硝酸盐、亚硝酸盐常人为加入到动物类制品中作为添加剂 硝酸盐用于腌制食物：传统 作为发色剂（护色剂） 作为防腐剂 亚硝酸盐  亚硝酸 亚硝基亚硝基肌红蛋白 亚硝基肌红蛋白（NO-Mb）呈鲜红色 作为防腐剂 明显抑制肉毒梭菌的生长，防止肉毒毒素的产生 使食品具有独特的风味 腊味、咸鱼、香肠

亚硝化反应 NaNO2 +HCL HNO2+NaCl 2HNO2 N2O2+H2O R1 + N2O2 NH + HNO2 R2

N-亚硝化反应 影响合成因素 *pH <3适宜 *反应物浓度 *催化剂存在：大肠杆菌，黄曲酶 *温度、加工条件、组织成分 合成场所 食品加工时条件适宜即合成 人体内合成：胃、口腔、膀胱、尿道

代谢和毒性 一般毒性 致癌作用 致畸作用 致突变作用

代谢和毒性 致癌作用 已研究的N-亚硝基化合物中90％致癌 全身性，多种给药途径和方式均可致癌 致癌性强，一次大剂量，长期小剂量 多种动物致癌 剂量－效应关系，低剂量即可致癌 Rat (40w daily)3.9mg/kg; (96w) 0.05mg/kg 不同结构有特异的器官亲和性（结构、剂量、种属、给药途径）

预防措施 农业用肥用水：钼肥 保证食品新鲜、防止腐败霉变： 加工，保存及食用过程中（低温、密闭） 食品工业： 硝酸盐、亚硝酸盐的用量限制 并用维生素C 工艺上符合要求的情况下尽量使用替代品 制定标准、加强监督 食物成分中的亚硝化阻断剂

四.多环芳烃类化合物 污染及其预防

结 构 两个以上苯环连在一起的化合物 非稠环型：苯环与 苯环之间各有一个 碳原子相连 如：联苯、联三苯 稠环型：两个碳原 子为两个苯环共有 如：芘、苯并芘 萘 苯并芘

来 源 含碳有机物的热解和不完全燃烧的产物 自然灾害 职业污染 生活污染

种 类 ATSDR (1995): 超过100种 苯环数目：二、三、四、五、六、… … Alternant、Non-alternant 致癌、非致癌 US EPA 16 priority PAHs ATSDR(Agency for toxic substances and diseases registry) Toxicological profile for PAHs 17 PAHs

健康危害 致癌效应 前致癌物和间接致突变物：在体内经代谢活化为多环芳烃环氧化物，后者能与DNA、RNA和蛋白质等生物大分子结合而诱发突变和肿瘤 并非所有多环芳烃均具有致癌效应 一般认为环数越高，致癌效应越强（有例外） 苯并芘，又叫苯并(a)芘 暴露评估的标志物 动物实验中的阳性对照 与多种肿瘤的发生有关，肺癌、胃癌、乳腺癌和白血病较多见

五.杂环胺类化合物 污染及其预防

结 构 由杂环和苯环相连的化合物 氨基咪唑 氮杂芳烃 氨基咔啉 TrP-P-1 AaC

来 源 （1）前体物 ： 氨基酸 肌肉组织中 肌酸 肌酸酐 （2） 影响因素：烹调方式、食物成份 关键因素：烹调温度和时间 （1）前体物 ：  氨基酸 肌肉组织中 肌酸 肌酸酐 （2） 影响因素：烹调方式、食物成份 关键因素：烹调温度和时间 温度>200 ℃ 时间 最初 5 min 达最高 水分 接触加热 富含蛋白质的食物 烧、烤、煎、炸

健康危害 间接致突变物：N-羟基化合物 致癌性

预防——改变烹调方式

六.其 他 丙烯酰胺 环境持久性有机污染物 氯丙醇

丙烯酰胺 (acrylamide)

食品中丙烯酰胺的危险性评估 对世界上17个国家丙烯酰胺摄入量的评估结果： 一般人群平均摄入量为0.3～2.0 µg/kg bw/天，90～97.5百分位数的高消费人群其摄入量为 0.6～3.5 µg/kg bw/天，99百分位数的高消费人群其摄入量为 5.1 µg/kg bw/天； 按体重计，儿童丙烯酰胺的摄入量为成人的2-3倍； 主要来源的食品为炸土豆条16%～30%，炸土豆片6%～46%，咖啡13%～39%，饼干10%～20%，面包10%～30%，其余均小于10%； 人类的平均摄入量大致为1 µg/kg bw/天，而高消费者大致为4µg/kg bw/天，包括儿童；

食品中丙烯酰胺的危险性评估 我国尚缺少足够数量的各类食品中丙烯酰胺含量数据，以及这些食品的摄入量数据，因此，还不能确定我国人群的暴露水平； 由于食品中以油炸薯类食品、咖啡食品和烘烤谷类食品中的丙烯酰胺含量较高，而这些食品在我国人群中的摄入水平应该不高于其他国家，因此，我国人群丙烯酰胺的摄入水平应不高于JECFA评估的一般人群的摄入水平。

毒性/ 致癌性 有关毒性研究及对人体健康的影响正在进行中 遗传毒性和致癌性 神经毒性 生殖发育毒性 尚未发现油炸食品与癌症发生的显著相关性 间接致突变剂+前 致癌物？ IARC: 2A 体外试验造成DNA损伤 引发模型动物结肠癌 神经毒性 周围神经、脑组织退行性变；认知、记忆能力下降 生殖发育毒性 雄性生殖能力下降 尚未发现油炸食品与癌症发生的显著相关性 64 64

控制烘烤食品的还原糖含量 含有较高还原糖成分 含有极低的还原糖: 颜色烤后变暗 含较高的丙烯酰胺 弱美拉德反应 (没有悦人香味, 颜色) 干燥食品 烤焦、烤黑带苦味的部分含一定量的丙烯酰胺

环境持久性有机污染物 (persistent organic pollutants，POPs)

环境持久性有机污染物 persistent organic pollutants, POPs 化学性质稳定，自然条件下难以降解 半衰期较长，短则几年，长则几十年 半挥发性，可进行远距离迁移，“全球蒸馏效应” 食物链的生物富集作用 环境内分泌干扰物

《关于持久性有机污染物的 斯德哥尔摩公约》 2001年5月22日通过，2004年5月17日生效，2004年11月11日对中国正式生效 在全球范围内禁用或限用 首批控制和消除的12种POPs 有意生产的有机氯农药：9种 有意生产的工业化学品：多氯联苯 无意排放的副产物：二噁英和呋喃

二噁英(Dioxins) TCDD Cln Cln Clm Clm 1 ≤ m+n ≤8 135种 75种

多氯联苯(PCBs) 209种 1 ≤ m+n ≤10 三氯联苯(PCB3，AR-1242) 四氯联苯(PCB4，AR-1248)

致癌性 生殖发育毒性 Dioxins PCBs 神经毒性 干扰内分泌系统 二噁英和多氯联苯对生物体的危害 IARC: 2A 肝脏 乳腺癌 TCDD: I类致癌物 IARC: 2A 肝脏 乳腺癌 致癌性 脑损伤 抑制脑细胞合成 智力发育迟缓 生殖发育毒性 神经毒性 Dioxins PCBs 精子数↓，精子畸形 女性不孕 动物生殖能力↓ 糖尿病、心血管疾病 儿童行为改变 水生动物雌化现象 干扰内分泌系统

氯痤疮——乌克兰总统维克多·尤先科 (中毒前和中毒后)

氯丙醇 (chloropropanols)

来 源 2-MCPD和3-MCPD是酸水解植物蛋白(hydrolyzed vegetable protein，HVP)的副产物，单氯取代的化合物可作为二氯丙醇的前体进一步形成1,3-DCP和2,3-DCP 食品中的氯丙醇主要来源于用盐酸水解法生产的HVP调味液中 以HVP为原料制成的膨化食品及调味品中也含有氯丙醇

危 害 3-MCPD和1,3-DCP毒性较大，而2-MCPD毒性较小（果蝇试验显示仅为前二者的1/20）

谢谢！