5.黄曲霉毒素的代谢和生化作用：AFB1进入机体后，需在体内代谢(活化)过程，才能由前致癌物变成终致癌物。黄曲霉毒素在体内的代谢主要是在肝脏微粒体酶作用下进行脱甲基、羟化和环氧化反应。二呋喃环末端双键的环氧化反应，形成AFB1-2,3环氧化物，与AFT的毒性、致癌性、致突变性都有关系。

　　AFT如不连续摄入，一般不在体内蓄积。一次摄入后，约经一周经呼吸、尿、粪等将大部分排出。

　　6. 预防措施

　　预防AFT 危害人类健康的主要措施是加强对食品的防霉，其次是去毒，并严格执行最高允许量标准。

　　(三)杂色曲霉毒素 是一类结构近似的化合物，目前已有十多种已确定结构。结构中基本都有两个呋喃环，与AFT 结构近似。生物体可经多部位吸收ST，并可诱发不同部位癌变。其二呋喃环末端双键的环氧化与致癌性有关。

　　在生物体内转运可能有两条途径，一是与血清蛋白结合后随血液循环到达实质器官，二是被巨噬细胞转运到耙器官。ST引起的致死病变主要为肝脏。

　　(四)镰刀菌毒素 镰刀菌毒素种类较多，从食品卫生角度(与食品可能有关)主要有单端孢霉烯族化合物、玉米赤霉烯酮、丁烯酸内酯、伏马菌素等毒素。

　　1.单端孢霉烯族化合物是一组主要由镰刀菌的某些菌种所产生的生物活性和化学结构相似的有毒代谢产物。目前已知从谷物和饲料中天然存在的单端孢霉烯族化合物主要有T-2毒素、二醋酸镳(biao)草镰刀菌烯醇、雪腐镰刀菌烯醇和脱氧雪腐镰刀菌烯醇。其基本化学结构是倍半萜烯。 因在C-12、C-13位上可形成环氧基，故又称为12、13-环氧单端孢霉烯族化合物，此种12，13-环氧基是其毒性的化学结构基础。 该化合物化学性能非常稳定，一般能溶于中等极性的有机溶剂，微溶于水。在实验室条件下长期储存不变，在烹调过程中不宜破坏。 毒性的共同特点为较强的细胞毒性、免疫抑制、致畸作用、有的有弱致癌性。急性毒性也强。可使人和动物产生呕吐，当浓度在0.1~10mg/kg即可诱发动物呕吐。 单端孢霉烯族化合物除了共同毒性外，不同的化合物还有其独特的毒性。

　　2.玉米赤霉烯酮， 主要由禾谷镰刀菌、黄色镰刀菌、木贼镰刀菌等。是一类结构相似具有二羟基苯酸内酯化合物，主要作用于生殖系统具有类雌激素作用，猪对该毒素最敏感。玉米赤霉烯酮主要污染玉米，也可污染小麦、大麦、燕麦和大米等粮食作物。

　　3.伏马菌素(FB) 是最近受到发达国家极大关注的一种霉菌毒素。由串珠镰刀菌产生。是一类不同的多氢醇和丙三羧酸的双酯化合物。从伏马菌素中分离出两种结构相似的有毒物质，分别被命名为伏马菌素B1(FB1)和伏马菌素B2(FB2)，食物中以FB1为主。

　　可引起马的脑白质软化症，羊的肾病变，狒狒心脏血栓，抑制鸡的免疫系统，猪和猴的肝脏毒性，猪的肺水肿，还可以引起动物实验性的肝癌。是一个完全的致癌剂。FB1与神经鞘氨醇和二氢鞘氨醇的结构极为相似，是神经鞘脂类生物合成的抑制剂。阻断神经鞘氨醇的合成。神经鞘氨醇为细胞调控因子，从而影响DNA的合成。

　　FB1对食品污染的情况在世界范围内普遍存在，主要污染玉米及玉米制品。FB1为水溶性霉菌毒素，对热稳定，不易被蒸煮破坏，所以同AFT一样，控制农作物在生长、收获和储存过程中的霉菌污染仍然是至关重要。

　　三、防止食品腐败变质的措施

　　为了防止食品腐败变质，延长食品可供食用的期限，常对食品进行加工处理，即食品保藏。通过食品保藏可以改善食品风味，便于携带运输，但其主要的食品卫生意义是防止食品腐败变质。常用的方法包括低温冷藏、冷冻，高温杀菌，脱水干燥，腌渍和烟熏，食品辐射保藏。

　　(一)低温保藏与食品质量

　　1.低温保藏的方法：低温保藏包括两种方法包括冷藏和冷冻两种方法。

　　2.低温保藏的原理：①低温可以降低或停止食品中微生物的增殖速度。②低温还可以减弱食品中一切化学反应过程。

　　3. 冷冻工艺对食品质量的影响

　　当外界温度的逐渐降低，到达冰晶生成带，食品中水分逐渐形成冰晶体(冰晶核，核晶)。过大的冰晶将压迫细胞而发生机械性损伤以至溃破。急速升温解冻的食品，食品体积发生突然变化，融解水来不及被食品细胞所吸收回至原处，因而自由水增多，液汁流动外泻而降低食品质量。。

　　4.对冷藏冷冻工艺的卫生要求：①食品冷冻前，应尽量保持新鲜，减少污染。②用水或冰制冷时，要保证水和人造冰的卫生质量相当于饮用水的水平;采用天然冰时，更应注意冻冰水源及其周围污染情况。③防止制冷剂(冷媒)外溢。④冷藏车船要注意防鼠和出现异味。⑤防止冻藏食品的干缩。

　　对不耐保藏的食品，从生产到销售整个商业网中，应一直处于适宜的低温下，即保持冷链。

　　(二)高温杀菌保藏与食品质量

　　1.高温杀菌保藏原理与微生物耐热能力 在高温作用下，微生物体内的酶、脂质体(liposome)和细胞膜被破坏，原生质构造中呈现不均一状态，以致蛋白质凝固，细胞内一切代谢反应停止。在食品工业中，微生物耐热性的大小常用以下几个数值表示：

　　D值：如加热时间为121.1℃，(D121)，则D值常用Dr表示，可以相互比较。F值：目前常用F250，F250常用Fr表示。Z值：例如肉毒梭菌芽孢加热致死时间110℃为35分，100℃为350分，故其Z值为10℃。

　　2.常用的加热杀菌技术：①高温灭菌法。②巴氏消毒法(巴斯德消毒法)。③超高温消毒法。④微波加热杀菌。⑤一般煮沸法。

　　一些不适合加热的食品或饮料，常采用滤过除菌的方法。

　　3.高温工艺对食品质量的影响：①蛋白质的主要变化：蛋白质发生变性，易被消化酶水解而提高消化率。但近年来的研究发现蛋白质食品中的色氨酸和谷氨酸在190℃以上时可产生具有诱变性的杂环胺类热解产物。②脂肪的变化：160～180℃加热，可使油脂产生过氧化物、低分子分解产物和聚合物(如二聚体、三聚体)以及羰基、环氧基等，不仅恶化食品质量，而且带有一定的毒性。③碳水化合物的变化：主要包括淀粉的糊化、老化、褐变和焦糖化。

　　(三)脱水与干燥保藏

　　是一种常用的保藏食品的方法。其原理即为将食品中的水分降至微生物繁殖所必需的水分以下，水分活性aw在0.6以下，一般微生物均不易生长。

　　(四)食品腌渍和烟熏保藏

　　常见的腌渍方法有提高酸度、盐腌、糖渍、熏制保藏。

　　(五)食品的辐射保藏

　　主要是将放射线用于食品灭菌、杀虫、抑制发芽等，以延长食品的保藏期限。另外也用于促进成熟和改进食品品质等方面。受照射处理的食品称为辐照食品。

　　目前加工和实验用的辐照源有60Co和137Cs产生的γ射线以及电子加速器产生的低于10兆电子伏(Mev)的电子束。

　　辐照食品所用射线单位为戈瑞(Gy)相当于被辐照物1kg吸收1J的能量。K、M。因剂量不同，辐照保藏有三种方法：辐照灭菌、辐照消毒、辐照防腐。

　　第二节 化学性污染及其预防

　　学习重点：农药残留的来源及控制措施，有害金属污染食品的途径、毒作用和控制措施，NOC污染及其预防，多环芳族化合物污染及其预防

　　1.食品农药残留：由于使用农药而对环境和食品造成的污染(包括农药本体物及其有毒衍生物的污染)称之为环境农药残留或食品农药残留。

　　2.多环芳族化合物：多环芳族化合物是食品化学污染物质中一类具有诱癌作用的化合物。包括多环芳烃与杂环胺等。

　　一、农药残留

　　(一)概述

　　1.农药的定义与分类 根据我国国务院《农药管理条例》(1997)的定义，农药是指用于预防、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地调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源于生物、其他天然物质的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。

　　按用途可将农药分为杀(昆)虫剂、杀(真)菌剂、除草剂、杀线虫剂、杀螨剂、杀鼠剂、落叶剂和植物生长调节剂等类型。其中使用最多的是杀虫剂、杀菌剂和除草剂三大类。

　　按化学组成及结构可将农药分为有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、有机氯、有机砷、有机汞等多种类型。

　　2.使用农药的利和弊 使用农药可以减少农作物的损失、提高产量，提高农业生产的经济效益，增加粮食供应;另一方面，由于农药的大量和广泛使用，不仅可通过食物和水的摄入、空气吸入和皮肤接触等途径对人体造成多方面的危害，如既、慢性中毒和致癌、致畸、致突变作用等，还可对环境造成严重污染，使环境质量恶化，物种减少，生态平衡破坏。

　　(二)食品中农药残留的来源

　　进入环境中的农药，可通过多种途径污染食品。进入人体的农药据估计约90%是通过食物摄入的。食品中农药残留的主要来源有：

　　1.施用农药对农作物的直接污染 包括表面沾附污染和内吸性污染。其污染程度主要取决于①农药性质;②剂型及施用方法;③施药浓度和时间及次数;④气象条件。

　　2.农作物从污染的环境中吸收农药 由于施用农药和工业三废的污染，大量农药进入空气、水和土壤，成为环境污染物。农作物便可长期从污染的环境中吸收农药，尤其是从土壤和灌溉水中吸收农药。

　　3.通过食物链污染食品 如饲料污染农药而导致肉、奶、蛋的污染;含农药的工业废水污染江河湖海进而污染水产品等。

　　4.其他来源的污染 ①粮食使用熏蒸剂等对粮食造成的污染;②禽畜饲养场所及禽畜身上施用农药对动物性食品的污染;③粮食储存加工、运输销售过程中的污染;如混装、混放、容器及车船污染等;④事故性污染，如将拌过农药的种子误当粮食吃，误将农药加入或掺入食品中，施用时用错品种或剂量而致农药高残留等。

　　(三)食品储藏和加工过程对农药残留量的影响

　　1.储藏 谷物在仓储过程中农药残留量缓慢降低，但部分农药可逐渐渗入内部而致谷粒内部残留量增高。

　　2.加工 常用的食品加工过程一般可不同程度降低农药残留量，但特殊情况下亦可使农药浓缩、重新分布或生成毒性更大的物质。

　　(四)控制食品中农药残留量的措施

　　1.加强对农药生产和经营的管理;2.安全合理使用农药;

　　3.制定和严格执行食品中农药残留限量标准;4.制定适合我国的农药政策。

　　二、有害金属对食品的污染

　　(一)有害金属污染食品的途径、毒作用特点和控制措施

　　环境中80余种金属元素可以通过食物和饮水摄入，以及呼吸道吸入和皮肤接触等途径进入人体，其中一些金属元素在较低摄入量的情况下对人体即可产生明显的毒性作用。如铅、镉、汞等，常称之为有毒金属;另外许多金属元素，甚至包括某些必需元素，如铬、锰、锌、铜等，如摄入过量也可对人体产生较大的毒性作用或潜在危害。

　　1.有害金属污染食品的途径 食品中的有害金属主要来源于①某些地区特殊自然环境中的高本底含量;②由于人为的环境污染而造成有毒有害金属元素对食品的污染;③食品加工、储存、运输和销售过程中使用和接触的机械、管道、容器以及添加剂中含有的有毒有害金属元素导致食品的污染。

　　2.食品中有害金属污染的毒作用特点 摄入被有害元素污染的食品对人体可产生多方面的危害，其危害通常有以下共同特点：①强蓄积性：进入人体后排出缓慢，生物半衰期多较长;②可通过食物链的生物富集作用而在生物体及人体内达到很高的浓度，如鱼虾等水产品只能感汞和镉等金属毒物的含量可能高达环境浓度的数百倍甚至数千倍;③有毒有害金属污染食品对人体造成的危害常以慢性中毒和远期效应为主。

　　3.影响金属毒物毒作用强度的因素 主要有以下几个方面：①金属元素的存在形式;②机体的健康和营养状况以及食物中某些营养素的含量和平衡情况;③金属元素间或金属与非金属元素间的相互作用;④另一方面，某些有些金属元素间也可产生协同作用。

　　4.预防金属毒物污染食品及其对人体危害的一般措施 ①消除污染源;②制定各类食品中有毒有害金属的最高允许限量标准，并加强经常性的监督检测工作;③妥善保管有毒有害金属及其化合物，防止误食误用以及以外或人为污染食品;④对已污染的食品应根据污染物种类、来源、毒性大小、污染方式、程度和范围、受污染食品的种类和数量等不同情况作不同处理。处理原则是在确保使用安全性的基础上尽可能减少损失。

　　三、N-亚硝基化合物污染及其预防

　　N-亚硝基化合物(NOC)是对动物具有较强致癌作用的一类化学物质，已研究的有300多种亚硝基化合物，其中90%具有致癌性。

　　(一)N-亚硝基化合物的分类和结构特点及理化性质

　　根据分子结构不同N-亚硝基化合物可分为N-亚硝胺和N-亚硝酰胺。

　　1. 亚硝胺： 亚硝胺是研究最多的一类N-亚硝基化合物，低分子量的亚硝胺(如二甲基亚硝胺)在常温下为黄色油状液体，高分子量的亚硝胺多为固体;溶于有机溶剂，特别是三氯甲烷。亚硝胺在中性和碱性环境中较稳定，在酸性环境中易破坏，盐酸有较强的去亚硝基作用。加热到70℃～110℃，N-N之间可发生断裂。此键最弱。形成氢键和加成反应：亚硝基上的O原子和与烷基相连的N原子能和甲酸、乙酸、三氯乙酸

　　2.亚硝酰胺：亚硝酰胺的化学性质活泼，在酸性和碱性条件中均不稳定。在酸性条件下，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和羟酯酸。在弱碱性条件下亚硝酰胺分解为重氮烷。

　　(二)N-亚硝基化合物的前体物

　　1.硝酸盐和亚硝酸盐

　　(1)硝酸盐和亚硝酸盐广泛的存在于人类环境中，是自然界中最普遍含氮化合物。一般蔬菜中的硝酸盐含量较高，而亚硝酸盐含量较低。但腌制不充分的蔬菜、不新鲜的蔬菜中、泡菜中含有较多的亚硝酸盐(其中的硝酸盐在细菌作用下，转变成亚硝酸盐)。

　　(2)作为食品添加剂加入量过多。

　　2.胺类物质

　　含氮的有机胺类化合物，是N-亚硝基化合物的前体物，也广泛的存在于环境中，尤其是食物中，因为蛋白质、氨基酸、磷脂等胺类的前体物，是各种天然食品的成分。

　　另外，胺类也是药物、化学农药和一些化工产品的原材料(如大量的二级胺用于药物和工业原料)。

　　(三)天然食品中的N-亚硝基化合物及亚硝胺在体内的合成

　　在自然界中含量比较高的有以下几种： 海产品，肉制品，啤酒，及不新鲜的蔬菜等。

　　此外亚硝基化合物可在机体内合成。胃pH为1～4，适合合成所需Ph，因此胃可能是合成亚硝胺的主要场所;口腔和感染的膀胱也可以合成一定的亚硝胺。

　　(四)N-亚硝基化合物的致癌性

　　1.N-亚硝基化合物致癌可通过呼吸道吸入、消化道摄入、皮下肌肉注射、皮肤接触均的动物引起肿瘤。且具有剂量效应关系。

　　2.不管是一次冲击量还是少量多次的给予动物，均可诱发癌肿。

　　3.可使多种动物罹患癌肿，到目前为止，还没有发现有一种动物对N-亚硝基化合物的致癌作用具有抵抗力。

　　4.各种不同的亚硝胺对不同的器官有作用，如二甲基亚硝胺主要是导致消化道肿瘤。可引起胃癌、食管癌、肝癌、肠癌、膀胱癌等。

　　5.妊娠期的动物摄入一定量的NOC可通过胎盘使子代动物致癌，甚至影响到第三代和第四代。有的实验显示NOC 还可以通过乳汁使子代发生肿瘤。

　　(五)与人类肿瘤的关系

　　目前缺少N-亚硝基化合物对人类直接致癌的资料了。但许多的流行病学资料显示其摄入量与人类的某些肿瘤的发生呈正相关。

　　食物中的挥发性亚硝胺时人类暴露于亚硝胺的一个重要方面。许多的食物中都能检测出亚硝胺;此外，人类接触N-亚硝基化合物的途径还有化妆品、香烟烟雾、农药、化学药物以及餐具清洗液和表面清洁剂等。

　　人类许多的肿瘤可能都与亚硝基化合物有关，如胃癌、食管癌、结直肠癌、膀胱癌，以肝癌，引起肝癌的环境因素，除黄曲霉毒素外，亚硝胺也是重要的环境因素。肝癌高发区的副食以腌菜为主，对肝癌高发区的腌菜中的亚硝胺测定显示，其检出率为60%。

　　亚硝胺和亚硝酰胺的致癌机制并不完全相同。亚硝胺较稳定对组织和器官的细胞没有直接的致突变作用。但是，与氨氮相连的α-碳原子上的氢受到肝微粒体P450的作用，被氧化形成羟基，此化合物不稳定，进一步分解和异构化，生成烷基偶氮羟基化合物，此化合物是具有高度活性的致癌剂。因此，一些重要的亚硝胺，如二甲基亚硝胺和吡咯烷亚硝胺等，用于动物注射作致癌实验，并不在注射部位引起肿瘤，而是经体内代谢活化引起肝脏等器官肿瘤。

　　N-亚硝基化合物，除致癌性外，还具有致畸作用和致突变作用。

　　其中致畸作用，亚硝酰胺对动物具有致畸作用，并存在剂量效应关系;而亚硝胺的致畸作用很弱。

　　致突变作用，亚硝酰胺是一类直接致突变物。亚硝胺需经哺乳动物的混合功能氧化酶系统代谢活化后才具有致突变性。亚硝胺类活化物的致突变性和致癌性无相关性。