1、第十三章食品中有害物质的检测(第十三章食品中有害物质的检测(p250)第一节概论第一节概论一、有害物质概念一、有害物质概念 食品安全是指食品无毒、危害,符合应当有的营养要求,对人体健食品安全是指食品无毒、危害,符合应当有的营养要求,对人体健康不造成如何急性、亚急性或者慢性危害。康不造成如何急性、亚急性或者慢性危害。有害物质有害物质:在自然界所有物质中,当某物质或含有该物质的物料被:在自然界所有物质中,当某物质或含有该物质的物料被按其原来的用途正常使用时,若因该物质而导致人体生理机能、自然环按其原来的用途正常使用时,若因该物质而导致人体生理机能、自然环境或生态平衡遭受破坏、则称该物质为有害物质。
2、境或生态平衡遭受破坏、则称该物质为有害物质。食品中的有害物质应当理解为在正常食用含有该物质的食品时会对食品中的有害物质应当理解为在正常食用含有该物质的食品时会对人体的组织器官或生理机能或精神造成如何急性、亚急性慢性或者致畸、人体的组织器官或生理机能或精神造成如何急性、亚急性慢性或者致畸、致癌危害物质。致癌危害物质。二、食品中有害物质的种类与来源二、食品中有害物质的种类与来源 食中有害物质从其性质上可分为三大类:一是生物性有害物质;二食中有害物质从其性质上可分为三大类:一是生物性有害物质;二是化学性有害物质,三是物理性有害物质。是化学性有害物质,三是物理性有害物质。有害物质的主要来源:有害物质的
3、主要来源:(1)来自环境中天然存在或残存的污染物;)来自环境中天然存在或残存的污染物;(2)不当使用农药、兽药;)不当使用农药、兽药;(3)加工、贮藏或运输过程中的污染;)加工、贮藏或运输过程中的污染;(4)来自特定食品加工工艺,如肉类熏烤、腌制等;)来自特定食品加工工艺,如肉类熏烤、腌制等;(5)来自包装材料中有害物质;)来自包装材料中有害物质;(6)违法添加非食用物质和滥用食品添加剂;)违法添加非食用物质和滥用食品添加剂;(7)某些食品原料中固有的天然有害或有毒物质。)某些食品原料中固有的天然有害或有毒物质。三、有毒物质的概念三、有毒物质的概念 有毒物质有毒物质则主要是指化学性有害物质中则
4、主要是指化学性有害物质中“以小剂量进就以小剂量进就可以导致机体较大程度危害的可以导致机体较大程度危害的”有害物质。毒性是一个相对有害物质。毒性是一个相对的概念,绝对安全在科学上并不存在。一般有毒物质的毒性的概念,绝对安全在科学上并不存在。一般有毒物质的毒性分级也是以中毒剂量作为基准的。分级也是以中毒剂量作为基准的。四、加强食品中有害物质检测的必要性四、加强食品中有害物质检测的必要性 我国目前最常见的食品质量问题有三个方面:一是卫我国目前最常见的食品质量问题有三个方面:一是卫生指标超标,菌落总数、大肠杆菌群等严重超标;二是违法生指标超标,菌落总数、大肠杆菌群等严重超标;二是违法添加非食用物质及滥
5、用食品添加剂;三是食品包装、标签等添加非食用物质及滥用食品添加剂;三是食品包装、标签等不规范,虚假标签、以次充好等人为造假现象较多。不规范,虚假标签、以次充好等人为造假现象较多。第二节食品中药物残留及其检测第二节食品中药物残留及其检测食品中的药物残留包括农药残留、兽药残留及渔药残留。食品中的药物残留包括农药残留、兽药残留及渔药残留。一、农药残留及其检测一、农药残留及其检测(一)农药残留概述(一)农药残留概述 农药的发展必然趋势是农药的发展必然趋势是“对害物高效,对非靶标生物及环境安对害物高效,对非靶标生物及环境安全全”。农药其中绝大部分为化学合成农药。按其毒性可以分为高毒、中农药其中绝大部分为
6、化学合成农药。按其毒性可以分为高毒、中毒、低毒三类。按杀虫效率可分为高效、中效、低效三类;按残留时间毒、低毒三类。按杀虫效率可分为高效、中效、低效三类;按残留时间的长短可分为高残留、中残留、低残留三类。的长短可分为高残留、中残留、低残留三类。农药残留农药残留是指由于农药的施用(包括主动和被动施用)而在农产是指由于农药的施用(包括主动和被动施用)而在农产品、食品、动物饲料、药材中的农药及其有毒理学意义的降解代谢产物。品、食品、动物饲料、药材中的农药及其有毒理学意义的降解代谢产物。农药残留量农药残留量是指农药本体物及其代谢物的残留量的总和,表示单位为是指农药本体物及其代谢物的残留量的总和,表示单位
7、为mg/kg。当农药过量或长期施用,可导致食物中农药残存数量超当农药过量或长期施用,可导致食物中农药残存数量超过最大残留限量(过最大残留限量(MRL)时,就有可能对人体或家畜产生不)时,就有可能对人体或家畜产生不良影响,或通过食物链对生态系统中其他生物造成毒害。良影响,或通过食物链对生态系统中其他生物造成毒害。造成农药在食品中残留超标的主要原因有以下几个方面:造成农药在食品中残留超标的主要原因有以下几个方面:第一,过量、过频地使用农药或施用不当;第二,违规使用第一,过量、过频地使用农药或施用不当;第二,违规使用已经禁止的农药;第三,残留在土壤、灌溉水、空气等环境已经禁止的农药;第三,残留在土壤
8、、灌溉水、空气等环境中的农药对果蔬造成二次污染,进而转移到加工食品中。中的农药对果蔬造成二次污染,进而转移到加工食品中。(二)食品中常见农药残留的类别(二)食品中常见农药残留的类别1有机氯农药的性质及常见品种有机氯农药的性质及常见品种 有机氯农药是具有杀虫性的氯代烃的总称。三种主要的类型,即有机氯农药是具有杀虫性的氯代烃的总称。三种主要的类型,即DDT及其类似物,六六六和环戊二烯衍生物。均为神经毒性物质,脂溶及其类似物,六六六和环戊二烯衍生物。均为神经毒性物质,脂溶性很强,不溶或溶于水,在生物体内的蓄积居于高度选择性,性很强,不溶或溶于水,在生物体内的蓄积居于高度选择性,化学结构稳定,不易为生
9、物体内酶降解,可在生物体内蓄积,且多化学结构稳定,不易为生物体内酶降解,可在生物体内蓄积,且多贮存于机体脂肪组织或脂肪多的部位。贮存于机体脂肪组织或脂肪多的部位。有机氯农药的性质稳定,在自然界不易分解,属高残留品种,并会有机氯农药的性质稳定,在自然界不易分解,属高残留品种,并会在相当长时间内继续影响食品的安全性,危害人类健康。在相当长时间内继续影响食品的安全性,危害人类健康。由于这类农药具有较高的沙尘性,杀虫谱光,对温血动物的毒性较由于这类农药具有较高的沙尘性,杀虫谱光,对温血动物的毒性较低,持续性较长,加之生产方法简单、价格低廉,其性质稳定。低,持续性较长,加之生产方法简单、价格低廉,其性质
10、稳定。2有机磷农药特性及常见品种有机磷农药特性及常见品种 这一类农药品种多、药效高、用途广、易分解,在人、这一类农药品种多、药效高、用途广、易分解,在人、畜体内一般不积累,但有不少品种对人、畜的急性毒性很强,畜体内一般不积累,但有不少品种对人、畜的急性毒性很强,在使用时特别要注意安全。在使用时特别要注意安全。有机磷杀虫剂存在抗性问题,某些品种存在急性毒性过有机磷杀虫剂存在抗性问题,某些品种存在急性毒性过高和迟发性神经毒性问题。高和迟发性神经毒性问题。3氨基甲酸酯类农药的性质及常用品种氨基甲酸酯类农药的性质及常用品种 氨基甲酸的盐和酯均相当稳定,易溶与多种有机溶剂中,氨基甲酸的盐和酯均相当稳定,
11、易溶与多种有机溶剂中,但在水中溶解度较小,一般没有腐蚀性,其贮存稳定性很好,但在水中溶解度较小,一般没有腐蚀性,其贮存稳定性很好,氨基甲酸酯的用量逐年增加。氨基甲酸酯的用量逐年增加。4菊酯类农药的特性及常用品种菊酯类农药的特性及常用品种 抑除虫菊酯类农药的杀虫毒力比有机氯、有机磷、氨基抑除虫菊酯类农药的杀虫毒力比有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类提高甲酸酯类提高10-100倍,抑除虫菊酯的用量少、使用浓度低,倍,抑除虫菊酯的用量少、使用浓度低,对人畜较安全,可生物降解,对环境的污染很小。其缺点主对人畜较安全,可生物降解,对环境的污染很小。其缺点主要是对鱼毒性高,对某些益虫也有伤害,长期重复使用也会要
12、是对鱼毒性高,对某些益虫也有伤害,长期重复使用也会导致害虫产生抗药性。导致害虫产生抗药性。拟除虫菊酯分子较大,亲脂性强,可溶于多种溶解度拟除虫菊酯分子较大,亲脂性强,可溶于多种溶解度小,在酸性条件下稳定,在碱性条件下易分解,具有高效、小,在酸性条件下稳定,在碱性条件下易分解,具有高效、广谱、低毒和生物降解等特性,不易造成污染。广谱、低毒和生物降解等特性,不易造成污染。(三)食品中农药残留的检测三)食品中农药残留的检测 气相色谱法:农药的脂溶性、挥发及半挥发性;气相色谱法:农药的脂溶性、挥发及半挥发性;液相色谱法:表液相色谱法:表13-3(p256)。)。(四)农药残留快速检测技术的研究状况(四
13、)农药残留快速检测技术的研究状况(1)活体检测法)活体检测法(2)化学快速检测技术)化学快速检测技术(3)酶抑制技术)酶抑制技术(4)免疫分析技术)免疫分析技术(5)仪器分析技术中的色谱技术被认为是最经典、最准确、最常用的农药残留检)仪器分析技术中的色谱技术被认为是最经典、最准确、最常用的农药残留检测技术。多用气象色谱仪、气质联用等技术。固相微萃取技术(测技术。多用气象色谱仪、气质联用等技术。固相微萃取技术(SPME)。)。固相微萃取主要适用于有一定挥发性的有机物的分析。固相微萃取有固相微萃取主要适用于有一定挥发性的有机物的分析。固相微萃取有3种种不同的萃取方式:顶空萃取、空气萃取和直接萃取。
14、不同的萃取方式:顶空萃取、空气萃取和直接萃取。固相微萃取固相微萃取气相色谱联用技术适用于挥发、半挥发性有机农药的微量、气相色谱联用技术适用于挥发、半挥发性有机农药的微量、半微量分析。半微量分析。(五)应用举例(五)应用举例二、兽药残留及其检测二、兽药残留及其检测(一)兽药残留定义及兽药分类(一)兽药残留定义及兽药分类 一些化学的、生物的药用成分被开发成具有某些功效一些化学的、生物的药用成分被开发成具有某些功效的动物保健品或饲料添加剂,也属于兽药的范畴。兽药残留的动物保健品或饲料添加剂,也属于兽药的范畴。兽药残留是是“兽药在动物源食品中的残留兽药在动物源食品中的残留”的简称。兽药残留是指动的简称
15、。兽药残留是指动物性产品的任何可食部分含有兽药母化合物或其代谢物。兽物性产品的任何可食部分含有兽药母化合物或其代谢物。兽药残留主要是由于各种正常用药和药物滥用造成的。药残留主要是由于各种正常用药和药物滥用造成的。休药期休药期(是指自停止给药到动物获准屠宰或其动物性产品的获准上(是指自停止给药到动物获准屠宰或其动物性产品的获准上市的间隔时间)过短,是造成动物性食品兽药残留过量的另市的间隔时间)过短,是造成动物性食品兽药残留过量的另一个重要原因。一个重要原因。常见兽药残留的种类如下:常见兽药残留的种类如下:(1)抗生素类药物)抗生素类药物(2)磺胺类药物)磺胺类药物(3)硝基呋喃类药物)硝基呋喃类
16、药物(4)抗寄生虫类药物)抗寄生虫类药物(5)激素类药物)激素类药物(二)兽药残留产生的原因(二)兽药残留产生的原因 产生兽药残留的主要原因:产生兽药残留的主要原因:分法使用违禁或淘汰药分法使用违禁或淘汰药物;物;不遵守休药期规定;不遵守休药期规定;过量、多次使用药物;过量、多次使用药物;兽药兽药标签不合格,造成用户盲目用药;标签不合格,造成用户盲目用药;屠宰前用药。屠宰前用药。(三)兽药残留检测(三)兽药残留检测(四)兽药残留分析举例(四)兽药残留分析举例 酶联免疫吸附法(酶联免疫吸附法(ELISA)检测动物源食品中氯霉素的检测动物源食品中氯霉素的残留。残留。利用抗体抗原反应。利用抗体抗原反
17、应。三、食品中渔药残留及其检测三、食品中渔药残留及其检测(一)渔药的发展现状(一)渔药的发展现状 渔药是指用以预防、控制和治疗水产动物的病、虫、渔药是指用以预防、控制和治疗水产动物的病、虫、害,促进养殖品种健康生长,增强机体抗病能力以及改善养害,促进养殖品种健康生长,增强机体抗病能力以及改善养殖水体质量的一切物质。殖水体质量的一切物质。(二)渔药的种类及渔药残留(二)渔药的种类及渔药残留(三)渔药残留的检测(三)渔药残留的检测 渔药残留检测方法主要有渔药残留检测方法主要有4类:类:微生物检测法;微生物检测法;分分光光度法;光光度法;气相色谱法及高效液相色谱法;气相色谱法及高效液相色谱法;酶联免
18、疫法。酶联免疫法。第三节食品中生物毒素及其检测第三节食品中生物毒素及其检测一、生物毒素的定义及分类一、生物毒素的定义及分类 生物毒素生物毒素(Biotoxin)是指生物来源不可复制的有毒化)是指生物来源不可复制的有毒化学物质。学物质。植物毒素(植物毒素(Phytotoxin):成分上主要属于非蛋白质):成分上主要属于非蛋白质氨基酸、肽类、蛋白质、生物碱及苷类等。氨基酸、肽类、蛋白质、生物碱及苷类等。动物毒素(动物毒素(Zootoxin):动物毒素大多是有毒动物毒):动物毒素大多是有毒动物毒腺制造的并以毒液形式注入其他动物体内的蛋白质类化合物。腺制造的并以毒液形式注入其他动物体内的蛋白质类化合物
19、。微生物毒素(微生物毒素(Microtoxin):):二、霉菌毒素及其检测二、霉菌毒素及其检测(一)常见的霉菌毒素(一)常见的霉菌毒素 霉菌可非常容易地生长在各种食品上并产生危害性很强霉菌可非常容易地生长在各种食品上并产生危害性很强的霉菌毒素。霉菌污染食品可使食品的食用价值降低,全世的霉菌毒素。霉菌污染食品可使食品的食用价值降低,全世界每年平均有界每年平均有2的谷物由于霉变不能食用。当人体摄入的的谷物由于霉变不能食用。当人体摄入的霉菌毒素量达到一定程度后,可引起中毒。霉菌毒素量达到一定程度后,可引起中毒。已知有已知有5种毒素可引起动物致癌,是黄曲霉毒素(种毒素可引起动物致癌,是黄曲霉毒素(B1
20、、G1、M1)、黄天精、环氯素、杂色曲霉素和展青霉素。)、黄天精、环氯素、杂色曲霉素和展青霉素。(1)黄曲霉毒素:黄曲霉菌和寄生曲霉菌的代谢物。根据其)黄曲霉毒素:黄曲霉菌和寄生曲霉菌的代谢物。根据其在波长在波长365nm紫外光下呈现不同颜色荧光,可分成紫外光下呈现不同颜色荧光,可分成B(篮紫(篮紫荧光)和荧光)和G(黄绿色荧光色)两大组。根据其(黄绿色荧光色)两大组。根据其Rf值不同,又值不同,又分为分为B1、B2、G1、G2、M1、M2等。黄曲霉毒素等。黄曲霉毒素B1的毒的毒性最强,污染最广泛。可诱发人类肝癌。性最强,污染最广泛。可诱发人类肝癌。黄曲霉毒素在水中的溶解度很低,易溶就在油和一
21、些有黄曲霉毒素在水中的溶解度很低,易溶就在油和一些有机溶剂中,在机溶剂中,在280时发生水解。时发生水解。主要污染的品种是粮油及其制品,如花生、花生油、玉主要污染的品种是粮油及其制品,如花生、花生油、玉米、大米及棉籽。米、大米及棉籽。(2)T-2毒素:脱氧雪腐镰刀菌烯醇又称呕吐毒素,具有很强毒素:脱氧雪腐镰刀菌烯醇又称呕吐毒素,具有很强的细胞毒性。猪是最敏感的动物。我国谷物中的细胞毒性。猪是最敏感的动物。我国谷物中DON的限量的限量标准为标准为1.0mg/kg。(3)展青霉毒素:是多种真菌的有毒代谢产物,搞剂量的展)展青霉毒素:是多种真菌的有毒代谢产物,搞剂量的展青霉毒素对大鼠的肾及胃肠系统有
22、毒性作用,也有致癌、致青霉毒素对大鼠的肾及胃肠系统有毒性作用,也有致癌、致畸形的作用。最高限量标准畸形的作用。最高限量标准50ug/kg。(4)赭曲霉毒素:包括赭曲霉毒素)赭曲霉毒素:包括赭曲霉毒素A、B、C、D和和,是曲霉,是曲霉属和青霉属的某些菌种的次生代谢产物,赭曲霉毒素属和青霉属的某些菌种的次生代谢产物,赭曲霉毒素A的毒的毒性最强主要损伤肾脏,同时也是一种居于免疫拟制功能、神性最强主要损伤肾脏,同时也是一种居于免疫拟制功能、神经毒性以及致癌、致畸形的物质。经毒性以及致癌、致畸形的物质。(5)杂色曲霉素:主要是由杂色曲霉、构巢曲霉、皱褶曲霉、)杂色曲霉素:主要是由杂色曲霉、构巢曲霉、皱褶
23、曲霉、黄褐曲霉、四脊曲霉等产生,主要污染玉米、花生、大米、黄褐曲霉、四脊曲霉等产生,主要污染玉米、花生、大米、小麦等。研究正是杂色曲霉小麦等。研究正是杂色曲霉B1。紫外灯下有暗红色荧光。紫外灯下有暗红色荧光。杂色曲霉素:是一种毒性很强的肝及肾脏毒素。杂色曲霉素:是一种毒性很强的肝及肾脏毒素。(6)玉米赤霉烯酮:也称)玉米赤霉烯酮:也称F2毒素,玉米的阳性检出率可达毒素,玉米的阳性检出率可达45,最高含毒量可达,最高含毒量可达2909mg/kg,小麦的阳性检出率可,小麦的阳性检出率可达达20,含毒量为,含毒量为0.3611.05mg/kg。玉米赤霉烯酮对动物的急性毒性很小。该化合物具有雌玉米赤霉
24、烯酮对动物的急性毒性很小。该化合物具有雌激素样的作用,我国尚未制定限量。激素样的作用,我国尚未制定限量。(7)单端孢霉烯族化合物:是一组由镰刀菌的某些)单端孢霉烯族化合物:是一组由镰刀菌的某些菌种产生的有毒代谢产物。该类化合物为无色结晶,菌种产生的有毒代谢产物。该类化合物为无色结晶,难容于水,溶于有机溶剂,非常温定,在烹饪加工难容于水,溶于有机溶剂,非常温定,在烹饪加工过程中很少被破坏,紫外光下无荧光。过程中很少被破坏,紫外光下无荧光。主要毒性表现在细胞毒性、免疫拟制和致癌致主要毒性表现在细胞毒性、免疫拟制和致癌致畸作用。主要症状是恶心、呕吐、头痛、腹痛、腹畸作用。主要症状是恶心、呕吐、头痛、
25、腹痛、腹泻等。泻等。(二)霉菌毒素的检测(表(二)霉菌毒素的检测(表13-7,p270)1、黄曲霉毒素的检测、黄曲霉毒素的检测2、赭曲霉毒素、赭曲霉毒素A的检测的检测 1995年年FAO和和WHO推荐赭曲霉毒素推荐赭曲霉毒素A周摄入量不得超周摄入量不得超过过100ng/kg体重。我国尚未制定。体重。我国尚未制定。3、单端孢霉烯族化合物的检测、单端孢霉烯族化合物的检测 我国国际标准规定小麦、玉米及其面粉中脱氧雪腐镰刀我国国际标准规定小麦、玉米及其面粉中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的限量标准为菌烯醇的限量标准为100ug/kg。三、海洋毒素及其检测三、海洋毒素及其检测(一)常见的海洋毒素(一)常见的海洋毒素
26、 海洋毒素是指来源于海洋动物、海藻及海洋细菌的毒素。海洋毒素是指来源于海洋动物、海藻及海洋细菌的毒素。对热不稳定,难溶于水,可溶于弱酸的水溶液。在碱性溶液对热不稳定,难溶于水,可溶于弱酸的水溶液。在碱性溶液中易被分解。由赤潮引发的赤潮毒素统称贝类毒素。中易被分解。由赤潮引发的赤潮毒素统称贝类毒素。(二)海洋毒素的检测(二)海洋毒素的检测四、其他生物毒素及其检测四、其他生物毒素及其检测(一)肉毒梭菌、肉毒毒素及其检测(一)肉毒梭菌、肉毒毒素及其检测 肉毒毒素是肉毒梭菌产生的含有高分子蛋白的神经毒素,肉毒毒素是肉毒梭菌产生的含有高分子蛋白的神经毒素,引起肌肉松弛麻痹,特别是呼吸肌麻痹,从而导致死亡
27、。引起肌肉松弛麻痹,特别是呼吸肌麻痹,从而导致死亡。(二)微囊藻毒素及其检测(二)微囊藻毒素及其检测 微囊藻毒素是蓝藻产生的一类天然毒素,这些毒素或微囊藻毒素是蓝藻产生的一类天然毒素,这些毒素或富集于鱼类或贝类中并通过食物链影响水产品食品的安全,富集于鱼类或贝类中并通过食物链影响水产品食品的安全,或直接存在于饮用水或娱乐用水中,严重威胁人类的健康。或直接存在于饮用水或娱乐用水中,严重威胁人类的健康。第四节第四节 食品中污染的检测食品中污染的检测 食品污染物指不是有意加入食品中,直至食用过程中,食品污染物指不是有意加入食品中,直至食用过程中,或由于环境污染所导致产生的任何物质。或由于环境污染所导
28、致产生的任何物质。一、食品中环境污染物及其检测一、食品中环境污染物及其检测 容易进入食品的环境污染物主要包括:重金属、多环容易进入食品的环境污染物主要包括:重金属、多环芳烃、二噁英(芳烃、二噁英(Dioxin)、多氯联苯()、多氯联苯(PCBs)等。)等。(一)食品中重金属污染及其检测(一)食品中重金属污染及其检测1食品中重金属污染的概述食品中重金属污染的概述 重金属一般指密度大于重金属一般指密度大于4.5g/cm3的金属。对人体毒害的金属。对人体毒害最大的有最大的有4种:铅、汞、砷、镉。种:铅、汞、砷、镉。重金属对人体的伤害极大。汞:食入后直接沉入肝脏,重金属对人体的伤害极大。汞:食入后直接
29、沉入肝脏,对大脑、神经、视力破坏极大。镉:导致高血压,引起心血对大脑、神经、视力破坏极大。镉:导致高血压,引起心血管疾病破坏骨骼和肝肾,并引起肾功能衰竭。铅:是重金属管疾病破坏骨骼和肝肾,并引起肾功能衰竭。铅:是重金属污染中毒性较大的一种,一旦进入人体将很难排出。能直接污染中毒性较大的一种,一旦进入人体将很难排出。能直接伤害人的脑细胞,铅还有致癌、致突变作用。伤害人的脑细胞,铅还有致癌、致突变作用。2重金属在各类食品中的最高残留限量范围(表重金属在各类食品中的最高残留限量范围(表13-9,p273)3重金属的检测重金属的检测(1)螯合剂萃取法的原理)螯合剂萃取法的原理 食品中的重金属元素一般常
30、与有机物质结合,在测定之前,必须先食品中的重金属元素一般常与有机物质结合,在测定之前,必须先破坏有机物质。螯合物的结构稳定,易溶于有机溶剂,而不溶或难溶于破坏有机物质。螯合物的结构稳定,易溶于有机溶剂,而不溶或难溶于水。水。金属离子先与螯合剂生成金属螯合物,然后利用与水不相容的有机金属离子先与螯合剂生成金属螯合物,然后利用与水不相容的有机溶剂同试液一起振荡,金属螯合物进入有机相,另一些组分仍留在水中,溶剂同试液一起振荡,金属螯合物进入有机相,另一些组分仍留在水中,从而达到提取分离的目的,这个方法称为液液溶剂萃取法。从而达到提取分离的目的,这个方法称为液液溶剂萃取法。萃取的方法可以使用分液漏斗的
31、常规液液萃取法、连续液液萃萃取的方法可以使用分液漏斗的常规液液萃取法、连续液液萃取法、逆流萃取法等。取法、逆流萃取法等。(2)常见的螯合剂)常见的螯合剂 金属离子与螯合剂的阴离子结合而形成中性螯合物分金属离子与螯合剂的阴离子结合而形成中性螯合物分子,选择合适的萃取剂和控制一定的萃取条件一般都能达到子,选择合适的萃取剂和控制一定的萃取条件一般都能达到完全萃取的要求。完全萃取的要求。食品分析中应用最普遍的有二硫腙(食品分析中应用最普遍的有二硫腙(HOZ)、二乙基二)、二乙基二硫代氨基甲酸钠(硫代氨基甲酸钠(NaDDTC)、丁二酮肟、铜铁试剂()、丁二酮肟、铜铁试剂(N亚硝基苯胲铵,亚硝基苯胲铵,C
32、UP)等,。它们所生成的金属螯合物都相)等,。它们所生成的金属螯合物都相当稳定,难溶于水而易溶于有机溶剂,很多都带有可直接比当稳定,难溶于水而易溶于有机溶剂,很多都带有可直接比色的颜色。色的颜色。(3)影响萃取的几个因素)影响萃取的几个因素螯合剂的影响:螯合剂的影响:如果螯合剂与金属离子生成的螯合物越稳定,萃取效果如果螯合剂与金属离子生成的螯合物越稳定,萃取效果就越高。一般来说,螯合剂含疏水基因团越多,亲水基因团就越高。一般来说,螯合剂含疏水基因团越多,亲水基因团越少,萃取效果越高。越少,萃取效果越高。pH的影响:的影响:溶液的溶液的pH越大,即越大,即H+越小,越有利于萃取。必需正越小,越有
33、利于萃取。必需正确地控制溶液的酸度,还可提高螯合剂对金属离子的选择性,确地控制溶液的酸度,还可提高螯合剂对金属离子的选择性,从而达到分步萃取。从而达到分步萃取。萃取溶剂的选择:萃取溶剂的选择:溶剂对萃取是否合适,主要取决于它们的物理性质和化学性质。一溶剂对萃取是否合适,主要取决于它们的物理性质和化学性质。一般尽量采用惰性溶剂,若采用含氧的活性剂,可能发生副反应而产生干般尽量采用惰性溶剂,若采用含氧的活性剂,可能发生副反应而产生干扰。扰。萃取溶剂的相对密度与水溶液的差别要大,黏度要小,这样才便于萃取溶剂的相对密度与水溶液的差别要大,黏度要小,这样才便于分层。萃取溶剂还应无毒,无特殊气味,挥发性小
34、。分层。萃取溶剂还应无毒,无特殊气味,挥发性小。在实际萃取中,如果没有不要选用含氧溶剂的话,含烷基的螯合物在实际萃取中,如果没有不要选用含氧溶剂的话,含烷基的螯合物可用卤代烷烃(如可用卤代烷烃(如CHCl3、CCl4等),一般都选用等),一般都选用CCl4作为萃取溶剂。作为萃取溶剂。这是因为这是因为CCl4在水中溶解度很低(在水中溶解度很低(0.5mol/100mLH2O),不易挥发),不易挥发(沸点为(沸点为77),相对密度比水大很多(),相对密度比水大很多(d20201.58),在振荡以后),在振荡以后易分层,只有当螯合物在易分层,只有当螯合物在CCl4中溶解度不大时,才选用中溶解度不大时
35、,才选用CHCl3。CHCl3较较CCl4极性较大,有与配位体形成氢键的倾向,常常对螯合物有较大的极性较大,有与配位体形成氢键的倾向,常常对螯合物有较大的溶解度。溶解度。(二)食品中多环芳烃及其检测(二)食品中多环芳烃及其检测1、多环芳烃对食品的污染、多环芳烃对食品的污染 多环芳烃是煤、石油、木材、烟草、有机高分子化合多环芳烃是煤、石油、木材、烟草、有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时都会产生挥发性碳氢化合物。是主物等有机物不完全燃烧时都会产生挥发性碳氢化合物。是主要的环境和食品污染物之一。要的环境和食品污染物之一。食品中多环芳烃的污染主要有三个方面的来源:食品中多环芳烃的污染主要有三个方面的
36、来源:来来源于大气多环芳烃的直接沉降;源于大气多环芳烃的直接沉降;来源于污染俄土壤;来源于污染俄土壤;来来源于被多环芳烃污染的灌溉水。源于被多环芳烃污染的灌溉水。2、多环芳烃的毒性和致癌性、多环芳烃的毒性和致癌性 是一种较烈的致癌物质,主要导致上皮组织产生肿瘤,是一种较烈的致癌物质,主要导致上皮组织产生肿瘤,如皮肤、肺、肝、食道、胃肠等均由致癌作用。如皮肤、肺、肝、食道、胃肠等均由致癌作用。3、多环芳烃的测定、多环芳烃的测定 气气-质联用测定水产品中质联用测定水产品中16种多环芳烃,原理是试样用种多环芳烃,原理是试样用氢氧化钾氢氧化钾甲醇溶液皂化,环己烷萃取,甲醇溶液清洗,硫甲醇溶液皂化,环己
37、烷萃取,甲醇溶液清洗,硫酸溶液处理,硅胶柱净化,用气相色谱法酸溶液处理,硅胶柱净化,用气相色谱法质谱联用仪测定,质谱联用仪测定,内标法定量。内标法定量。(三)二噁英及其检测(三)二噁英及其检测1二噁英的特性与种类二噁英的特性与种类 二噁英全名为多氯代二噁英,简称二噁英全名为多氯代二噁英,简称PCDDS,是一类三,是一类三环芳香族化合物。环芳香族化合物。属于脂溶性化合物,难于生物降解,二噁英是目前已属于脂溶性化合物,难于生物降解,二噁英是目前已知的最毒的化合物。二噁英还具有强烈的致肝癌毒性。知的最毒的化合物。二噁英还具有强烈的致肝癌毒性。TCDD对哺乳动物的急性毒性主要表现在,肝器官受损。二对哺
38、乳动物的急性毒性主要表现在,肝器官受损。二噁英对人类不致命的慢性病状包括痤疮、脱发、尿血、神经噁英对人类不致命的慢性病状包括痤疮、脱发、尿血、神经麻木和体重减轻,有时会出现极度衰弱。麻木和体重减轻,有时会出现极度衰弱。1998WHO根据最新毒性资料,规定日摄入量不超过根据最新毒性资料,规定日摄入量不超过14ng/kg。我国尚未制定相关的限定标准。我国尚未制定相关的限定标准。2二噁英的主要来源二噁英的主要来源 含氯化合物的生产和使用。含氯化合物的生产和使用。垃圾的焚烧。垃圾的焚烧。煤、石油、汽油、沥青等的燃烧。煤、石油、汽油、沥青等的燃烧。含除草剂的枯草残叶的燃烧及森林大火也会产生二含除草剂的枯
39、草残叶的燃烧及森林大火也会产生二噁英。噁英。3二噁英的检测二噁英的检测 环境中的二噁英主要是通过食物链和生物富集作用进入食品。食品的脂肪环境中的二噁英主要是通过食物链和生物富集作用进入食品。食品的脂肪中二噁英的浓度较高。二噁英最常用的分析方法是高分辨率气相色谱质谱法。中二噁英的浓度较高。二噁英最常用的分析方法是高分辨率气相色谱质谱法。(1)二噁英的提取方法)二噁英的提取方法 碱分解法:对于蛋白质或脂肪含量高的样品。碱分解法:对于蛋白质或脂肪含量高的样品。丙酮正已烷提取法:蔬菜样品。丙酮正已烷提取法:蔬菜样品。草酸钠乙醇乙醚正已烷提取法:牛奶样品。草酸钠乙醇乙醚正已烷提取法:牛奶样品。(2)常用
40、的净化方法)常用的净化方法 浓硫酸与多层硅胶柱处理法。浓硫酸与多层硅胶柱处理法。硅胶柱层析处理法。硅胶柱层析处理法。其他净化方法:氧化铝柱层析法、聚酰胺色谱分离法后透析法等。其他净化方法:氧化铝柱层析法、聚酰胺色谱分离法后透析法等。(3)分析方法)分析方法 GC-MS分析法。分析法。(四)多氯联苯及其检测(四)多氯联苯及其检测1多氯联苯的种类及性质多氯联苯的种类及性质2多氯联苯对环境及食品的污染多氯联苯对环境及食品的污染 由于多氯联苯曾广泛用作电器绝缘材料和塑料增塑剂等。水体中的由于多氯联苯曾广泛用作电器绝缘材料和塑料增塑剂等。水体中的多氯联苯主要沉积在底泥中。多氯联苯对脂肪具有很强的亲和性,
41、极易多氯联苯主要沉积在底泥中。多氯联苯对脂肪具有很强的亲和性,极易在生物体内的脂肪中富集,在鱼体内的蓄积可达到水中浓度的在生物体内的脂肪中富集,在鱼体内的蓄积可达到水中浓度的20万倍。万倍。一些海中的大鱼和空中的凶鸟,其体内多氯联苯浓度可比周围的环境高一些海中的大鱼和空中的凶鸟,其体内多氯联苯浓度可比周围的环境高10.710.8倍。倍。3我国食品中多氯联苯的污染现状我国食品中多氯联苯的污染现状4食品中多氯联苯的限量食品中多氯联苯的限量5食品中多氯联苯的检测食品中多氯联苯的检测二、食品加工污染物及其检测二、食品加工污染物及其检测 烟熏、油炸、焙烤、酶解、腌制等加工技术,随之还产生了一些有害物质,
42、烟熏、油炸、焙烤、酶解、腌制等加工技术,随之还产生了一些有害物质,主要可分为:主要可分为:N亚硝基化合物、多环芳烃、杂环胺、丙烯酰胺氯丙醇等。亚硝基化合物、多环芳烃、杂环胺、丙烯酰胺氯丙醇等。(一)(一)N亚硝基化合物亚硝基化合物 是一大类有机化合物,根据其化学结构,可分为两类:一类为亚硝胺,另是一大类有机化合物,根据其化学结构,可分为两类:一类为亚硝胺,另类为类为N亚硝酸胺。二甲基亚硝胺可溶于水及有机溶剂,其他亚硝胺只能溶于有亚硝酸胺。二甲基亚硝胺可溶于水及有机溶剂,其他亚硝胺只能溶于有机溶剂。亚硝胺和机溶剂。亚硝胺和N亚硝酸胺在紫外光照射下可发生广泛分解反应。亚硝酸胺在紫外光照射下可发生广
43、泛分解反应。约约90具有强致癌性,其中具有强致癌性,其中N亚硝酸胺是终未致癌物,亚硝胺需要在体亚硝酸胺是终未致癌物,亚硝胺需要在体内活化后才能成为致癌物。内活化后才能成为致癌物。含有含有N硝基化合物较多的食品有干鱿鱼(硝基化合物较多的食品有干鱿鱼(300ug/kg)、熏肉()、熏肉(0.36.5ug/kg)、熏鱼)、熏鱼(4-9ug/kg)、咸鱼(、咸鱼(1224ug/kg)、咸肉)、咸肉(0.4-7.6ug/kg)、油炸火腿油炸火腿(10-20ug/kg)、干香肠、干香肠(19ug/kg)、腌制蔬菜、腌制蔬菜(亚硝酸盐含量可达亚硝酸盐含量可达ug/kg)等。等。(二)苯并(二)苯并芘芘 苯并
44、苯并芘又称芘又称3,4苯并芘,是一种由五个苯环构成的多环芳烃。苯并芘,是一种由五个苯环构成的多环芳烃。在有机溶剂中用波长在有机溶剂中用波长365nm紫外线照射时,可产生典型的紫色荧光。能紫外线照射时,可产生典型的紫色荧光。能与硝酸、过氯酸、氯磺酸起化学法应,人们可利用这一性质来消除苯并与硝酸、过氯酸、氯磺酸起化学法应,人们可利用这一性质来消除苯并 芘。芘。苯并苯并芘,是一种强烈的致癌物质,对人体各器官,如皮肤、肺、芘,是一种强烈的致癌物质,对人体各器官,如皮肤、肺、肝、食道、胃肠等均由致癌作用。肝、食道、胃肠等均由致癌作用。输送原料或产品的橡胶管道、包装糖果、棒冰、面包等用的蜡质、输送原料或产
45、品的橡胶管道、包装糖果、棒冰、面包等用的蜡质、食品加工机械用的润滑油等都可能含有苯并食品加工机械用的润滑油等都可能含有苯并芘。人们生活常用的煤、芘。人们生活常用的煤、石油、天然气、木材等,当不完全燃烧时都会产生苯并石油、天然气、木材等,当不完全燃烧时都会产生苯并芘;沥青中苯芘;沥青中苯并并芘含量为芘含量为2.5%3.5%。苯并苯并芘对食品的污染主要是针对熏制、烘烤和煎炸等芘对食品的污染主要是针对熏制、烘烤和煎炸等食品而言的,该类食品中苯并食品而言的,该类食品中苯并 芘的一方面来源于煤,煤芘的一方面来源于煤,煤气等不完全燃烧,另一方面来源于食品中的脂肪、胆固醇等气等不完全燃烧,另一方面来源于食品
46、中的脂肪、胆固醇等成分的高温热解或热聚。成分的高温热解或热聚。在烤制过程中动物食品所滴下的油滴中苯并在烤制过程中动物食品所滴下的油滴中苯并芘含量芘含量是动物食品本身的是动物食品本身的1070倍。在当食品经烟熏或烘烤而发倍。在当食品经烟熏或烘烤而发生烤焦或炭化时,苯并生烤焦或炭化时,苯并 芘生成量随着温度的上升尔急剧芘生成量随着温度的上升尔急剧增加。增加。(三)丙烯酰胺(三)丙烯酰胺1丙烯酰胺的性质及在食品中的发现丙烯酰胺的性质及在食品中的发现 聚丙烯酰胺主要用于水的净化处理,纸浆的加工及管聚丙烯酰胺主要用于水的净化处理,纸浆的加工及管道的内涂层等。炸薯条中丙烯酰胺含量较道的内涂层等。炸薯条中丙
47、烯酰胺含量较WHO推荐的饮水推荐的饮水中允许的最大限量要高出中允许的最大限量要高出500多倍。人们正确认识到食品是多倍。人们正确认识到食品是人类摄入丙烯酰胺的主要来源。人类摄入丙烯酰胺的主要来源。大量的动物试验表明丙烯酰胺主要引起神经毒性,此大量的动物试验表明丙烯酰胺主要引起神经毒性,此外,它表现为生殖、发育毒性、致突变毒性及致癌性。外,它表现为生殖、发育毒性、致突变毒性及致癌性。2食品中丙烯酰胺形成原因食品中丙烯酰胺形成原因 高碳水化合物、低蛋白质的植物性食物材料经加热高碳水化合物、低蛋白质的植物性食物材料经加热(120以上)烹调时形成丙烯酰胺。以上)烹调时形成丙烯酰胺。3食品中丙烯酰胺含量
48、食品中丙烯酰胺含量 既然丙烯酰胺的形成与加工烹调方式、温度、时间、既然丙烯酰胺的形成与加工烹调方式、温度、时间、水分等有关。水分等有关。4丙烯酰胺的可能摄入量丙烯酰胺的可能摄入量 还不能确定我国人群的暴露水平。还不能确定我国人群的暴露水平。5如何对待食品中的丙烯酰胺如何对待食品中的丙烯酰胺 消费者应尽量避免过度烹饪食品,平衡膳食,减少消费者应尽量避免过度烹饪食品,平衡膳食,减少油炸和高脂肪食品的摄入,多吃水果和蔬菜。油炸和高脂肪食品的摄入,多吃水果和蔬菜。(四)氯丙醇的种类及性质(四)氯丙醇的种类及性质 1氯丙醇的结构及性质氯丙醇的结构及性质 丙三醇和盐酸反应可产生四种氯丙醇产物,氯丙醇微溶于
49、水,易溶丙三醇和盐酸反应可产生四种氯丙醇产物,氯丙醇微溶于水,易溶与有机溶剂。不同的氯丙醇其毒性不一样,与有机溶剂。不同的氯丙醇其毒性不一样,3MCPD会影响肾脏及生会影响肾脏及生育,还可引发癌症;育,还可引发癌症;1,3DCP会引起肝、肾脏、甲状腺多那肝的癌变;会引起肝、肾脏、甲状腺多那肝的癌变;2,3DCP对肾脏、肝脏和精子也有一定的毒性。对肾脏、肝脏和精子也有一定的毒性。2食品中氯丙醇的来源食品中氯丙醇的来源 食品中的氯丙醇主要来源于酸水解植物蛋白,在酸水解蛋白的同时,食品中的氯丙醇主要来源于酸水解植物蛋白,在酸水解蛋白的同时,原料的脂肪或油脂中存在的三酰甘油也被水解成丙三醇,并进一步与
50、盐原料的脂肪或油脂中存在的三酰甘油也被水解成丙三醇,并进一步与盐酸反应成氯丙醇。酸反应成氯丙醇。氯丙醇的其他来源还包括:袋泡茶的包装袋。氯丙醇的其他来源还包括:袋泡茶的包装袋。美国、英国、瑞士及欧盟规定制品中氯丙醇的最高限量标准分别为美国、英国、瑞士及欧盟规定制品中氯丙醇的最高限量标准分别为1mg/kg,0.01mg/kg,10mg/kg及及1mg/kg。(五)食品中加工污染物的检测(五)食品中加工污染物的检测1、食品中、食品中N亚硝基化合物的测定亚硝基化合物的测定 气相色谱热能分析仪法,适用于啤酒中气相色谱热能分析仪法,适用于啤酒中N二甲基亚硝胺的检测。二甲基亚硝胺的检测。GC-MS法,适用
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