第二章 食品污染及其预防

第六章 食品污染及其预防

一、目的与要求

本章主要讨论食品在生产、加工、贮存、流通和消费过程中会受到各种性质污染物的污染。污染后一方面可能降低食品的卫生质量，另一方面可能引起具有急性效应的食物中毒或具有慢性长期效应的各种食源性危害。研究这些污染物的来源、性质作用、含量水平、监督检测和预防管理。

1．掌握食品的细菌污染与腐败变质, 霉菌与霉菌毒素对食品的污染及其预防, N-亚硝基化合物污染及其预防, 多环芳族化合物污染及其预防的内容.

2．了解食品农药残留, 有害金属对食品的污染, 食品容器包装材料设备的卫生.

3．熟悉食品的放射性污染及其预防.

二．重点和难点

重点：

l ．食品腐败变质的概念和内容。

2．黄曲霉毒素对食品的污染及对人体的危害, 黄曲霉毒素在体内的代谢及其预防措施。

3．N-亚硝基化合物的来源和性质, 对食品的污染及其预防。

4．多环芳族化合物的来源和性质, 及其预防。

难点：

1．食品腐败变质, 黄曲霉毒素的性质及代谢。

2．N-亚硝基化合物, 多环芳族化合物的分类, 结构特点及理化性质及其预防措施。

三、教学安排

教学时数：7学时

第1、2、3学时：第一节

第4、5、6学时：第二节

第7学时： 第三节

四、教学方法

重点讲授，复习、提问、讨论相结合。

应用多媒体课件。

五、授课内容

第二篇 食品卫生学(Food Hygiene)

食品卫生学是研究食品中可能存在的、威胁（危害）人体健康的有害因素及其预防措施，提高食品卫生质量，保护食用者安全的科学。

食品中有害因素系指各种食品污染物（Food Pollutants）。

食品卫生学主要研究及阐明的问题：

①食品污染物的种类、来源、性质、数量、作用和污染程度；

②食品污染物对人体健康的影响和作用机理，以及这些影响的发生、发展和控制规律；

③认识并掌握各种食品污染物在各类食品中引起的特殊卫生问题；

④对食源性疾病提出有效的预防措施；

⑤为制定食品卫生标准和法规提供科学依据；

⑥制定保证食品卫生质量的各项措施和要求；

以上是开展食品卫生工作的基础，并在此基础上加强食品卫生的科学性和法制性监督管理。

第六章 食品污染及其预防

食品污染物按其性质可分为三类：

1．生物性污染 （微生物、寄生虫和虫卵、昆虫等）

2．化学性污染 来源复杂、种类繁多，主要有：

①生产、生活环境中的污染物；

②食品包装容器具、材料等溶于食品中的原料物质、单体及助剂等； ③食品生产、加工、贮存过程中产生的物质；

④滥用食品添加剂等。

3．放射性污染 主要来源于开采、冶炼、国防、生产及生活排放等。

第一节 微生物污染及其预防

一、食品的细菌污染与腐败变质

（一）、食品的细菌污染：指非致病性细菌对食品的污染，是用以衡量食品污染程度，间接估测食品变质可能性及评估食品卫生质量的重要指标，是食品卫生中最常见的有害因素之一。

1．食品细菌污染的来源：

①原料污染（采集及加工前的污染）；

②食品生产、储存、运输、销售等过程中的污染（不卫生的操作及管理）； ③从业人员的污染（不执行卫生制度）；

④烹调加工过程中的污染（生熟食品交叉污染），等等。

2．研究食品细菌的目的：

①食品细菌食品细菌是评价食品卫生质量的重要指标；

②食品细菌是研究食品腐败变质的原因、过程和控制方法的重要对象； ③食品细菌往往与食品的感官性状及相对致病性有关。

3．评价食品卫生质量的细菌污染指标与食品卫生意义

（1）菌落总数 定义：系指单位（g,ml,cm 2）食品在严格规定的条件下（样品处理、培养基制作、PH 值、培养温度、时间及计数方法等）使适合这些条件的每个活菌细胞必须而且只能生成一个肉眼可见的菌落，其结果称为该食品的细菌菌落总数。以菌落形成单位（colony forming unit, CFU）表示。 食品卫生意义：

①可作为食品被污染程度（标志）指标，即清洁状态的指标，借以控制食品污染的允许程度，起到监督食品的清洁状态的作用。

②用来预测食品耐存放程度或期限即可作为评定食品腐败变质程度和新鲜度的指标，以提出食品腐败变质的界限值。

（2）大肠菌群（coliform group） 定义：系指一群在35~37℃24h 能发酵乳糖，产酸、产气，需氧和兼性厌氧的革兰氏阴性、无芽孢杆菌。 组成：肠杆菌科的埃希菌属（Escherichia ）为主，因其有独特的生化反应，可与本属其它菌相区别，故称典型大肠杆菌。 来源：直接或间接来自人与温血动物粪便。 食品卫生意义：

①表示食品被粪便污染的指标。如果食品中能检出大肠菌群，说明该食品曾经受到粪便污染。若是典型大肠菌群，则说明粪便近期污染；若是其他属，则说明可能为粪便的陈旧污染。

为什么采用大肠菌群作为食品被粪便污染的指标？大肠菌群所具有的特点是什么？

a. 来源的特异性：仅来源于人和温血动物的肠道，其组成恒定，并存在于粪便中，如典型大肠杆菌106个/g粪；

b. 其数量较致病菌多，易检出；

c. 具有足够的抵抗力，在外能存活一定时间，对化学消毒剂、对热均能存活； d. 在食品卫生检验方法中敏感，易检出，符合指示菌要求。

故认为大肠菌群是较合适的指示菌。

②作为肠道致病菌污染食品的指示菌 表示方法：食品中大肠菌群系以每100ml （100g ）检样内大肠菌群最近似数表示（maximum probale number,MPN）。

我国现行的食品卫生标准已在很多食品中将菌落总数和大肠菌群作为微生物的常规指标。除此之外，还有致病菌，特别是直接入口的食品不得检出致病菌。

（二）食品腐败变质（food spoilage）

概念：一般是指食品在一定环境的因素影响下，由微生物作用而发生的食品成分与感官性状的各种变化。

1．食品腐败变质的原因

影响食品腐败变质的原因很多，一般认为：

食品本身的组成和性质为基础

微生物作用为主

外环境（温、湿度，光照，氧气）的影响 （1）微生物作用 这是引起食品腐败变质的重要原因。

包括：细菌 霉菌 酵母

主要 次要 再次

微生物所含的酶有两种，即细胞外酶和细胞内酶。

细胞外酶将食物中多糖、蛋白质分解为简单物质，被细胞吸收。细胞内酶将吸收的简单物质进行分解，产生代谢物，使食品具有不良的气味及味道，使食品发生变质变化。

（2）食品的组成和性质 酶：有很多食品实际上是动植物组织的一部分，在一定时间内，

其组织所含的酶

类还在继续进行某些生化过程，在一定条件下（适宜温度），酶的活力增强，并分解食品中的成分，加速食品腐败变质。如：肉的后熟（僵直→后熟过程），粮食、果蔬的呼吸等。 食品成分及组成：营养成分、水分、PH 值、渗透压等构成了微生物在食品中生长繁殖并引起食品成分分解的条件。

水分：水分活性（water activity, aw or Aw）。从食品卫生角度是表示食品中水蒸气分压（P ）与同条件下纯水的蒸气压（P 0）之比，即Aw=P/P0，其值越小越不利于微生物增殖。

易腐食品：凡适合微生物生长繁殖的食品（水分多，营养丰富，酸度及渗透压适宜，组织结构疏松或破溃者，如肉、蛋、奶、蔬菜水果等）。

（3）环境因素：温、湿度，阳光紫外线，空气中氧等，均有一定影响。

2．食品腐败变质的化学过程、产物与鉴定指标

食品腐败变质实际上是食品中蛋白质、脂肪、碳水化合物等理化变化过程，其变质程度受食品品种、菌种等影响。

（1）食品中蛋白质的分解及鉴定指标

主要鉴定指标：一般从感官、物理、化学和微生物等几方面确定适宜指标。蛋白质食品仍以感官指标最为敏感。

化学指标：与腐败变质符合率最高的有：

①挥发性盐基总氮（total volatile basic nitrogen，TVBN ）亦称挥发性碱性总氮，系指食品（肉、鱼等）样品水浸液在弱碱性下能与水蒸汽一起蒸馏出来的总氮量，以此鉴定鱼、肉的新鲜程度。

②二甲胺与三甲胺，这是鱼肉类腐败的特征性含量显著增多的产物，是季胺类含氮物经微生物还原产生的。适用于鱼虾等水产品的鉴定。

③K 值（Kvalue ）是判断食品鲜度早期变化的酶分解产物指标，特别适用于鱼类早期的鲜度变化。

在实际的工作中，主要测定TVBN 加感官指标进行判断。

（2）食品中脂肪的酸败及鉴定指标

影响因素：脂肪酸的饱和度、紫外线、空气（氧）、水分、食品中天然抗氧化物、动植物组织中的酶、金属离子（Cu 、Fe 、Ni 等）均促进脂肪氧化，促使其酸败。 油脂的酸败主要是自动（身）氧化过程，其次是加水分解。

油脂自身氧化过程分三个阶段：

①起始阶段

②自由基传播阶段

如此循环往复，不断氧化的过程。

③终结反应

油脂自身氧化过程主要产物是氢过氧化物、羰基化合物（低分子）以及羧酸、脂肪酸聚合物、缩合物等。

脂肪加水水解作用：产生游离脂肪酸、甘油及不完全分解的甘油一酯、二酯等。 鉴定指标：

①首先过氧化物值↑（早期指标），其次酸度（酸价）↑；

②醛、酮：即羰基价反应阳性，有特殊刺激性气味；

③其他：碘价、比重、折光指数、皂化值、凝固点等必要时用；

感官：油脂豪变（哈喇味）

鱼、肉脂肪变黄，特别是腌鱼、肉脂肪变黄，在鉴定油脂酸变的实际中较为实用。

（3）碳水化合的分解

食品中碳水化合物的分解是在各种酶和其它多种因素作用下酵解或酸发酵，最后生成醛、酮、醇、羧酸或产生CO 2、水，最终指标是酸度增高，还有一些特殊气味。

二、霉菌与霉菌素对食品的污染及其预防

（一）概述

1．霉菌（molds ） 是真菌的一部分，不具有分类学上的意义，是菌丝体比较发达而又没有较大子实体的一部分真菌的俗称。

霉菌毒素（mycotoxins ） 是霉菌的代谢产物。从广义上讲，凡是霉菌的代谢产物能造成霉菌中毒症的均称为霉菌毒素。从狭义上讲，这种毒素一定要在食品中发生，也就是说在饲料和食品中的霉菌所产生的能直接影响人和动物健康的代谢产物称为霉菌毒素。

产毒霉菌：具有一株或几株产毒菌株的霉菌。

2．霉菌产毒特点

①产毒菌种菌株少；

②产毒能力的可变性与易变性差异大；

③产毒毒素不具有专一性。

3．霉菌的发育和产毒条件

①水分和湿度

②温度： 大多数霉菌在20~28℃环境均能生长，但是最适宜温度为25~30℃，30℃霉菌生长减弱，0℃几乎不能生长，但个别霉菌能耐受高、低温。 ③基质：不同的基质对霉菌的生长和产毒有一定的影响，主要是因为基质本身的条件不同（所含的营养成分及其它成分不同），所以所出现的霉菌菌种不同，如：

花生、玉米 易被黄曲霉及其毒素污染

大米 易被青霉菌污染

小麦、玉米 易被镰刀菌及其毒素污染

4．霉菌污染食品质量的评定及食品卫生学意义

（1）质量评定

①制定国家标准

霉菌菌落总数：食品单位重量或容积中带染霉菌情况，以cfu/g(ml)来表示。 ②检测霉菌菌相构成（主要要看优势菌）

（2）食品卫生学意义

① 引起食品霉变：食品受霉菌污染后，食用价值降低，甚至完全不能食用，造成经济损失。据统计，全世界每年约2%的粮食因霉变而不能食用。

②引起人畜的霉菌毒素中毒：中毒表现多样化，有急性的，也有慢性的（致畸、致癌、致突变），与传染性疾病不同，没有流行性，属食源性疾病。食品一旦被霉菌毒素污染，一般烹调温度不能破坏。

急性中毒：如20世纪60年代初英国的火鸡事件（10万只）

20世纪70年代初印度西部两个邦200多村庄数百人中毒

赤霉病麦中毒（昏昏病）

慢性中毒：由于长期少量摄入，如致癌、致畸、致突变作用等。如：河南林县喜食霉变食品。

由于以上情况，使人们逐步认识了霉菌及其毒素，开展很多调查与研究。

（二）黄曲霉毒素（aflatoxin ，AF ）

黄曲霉素是由黄曲霉（Aspergillus flavus）和寄生曲霉（Aspergillus parasiticus）产生的一类代谢产物，具有极强的毒性和致癌性。

1960年在英国 “火鸡X 病” ：含有霉变花生饼粕的饲料而引起

1961年证实：大鼠喂饲含黄曲霉的花生饼粕发生原发性肝癌

1962年确认其致癌物为黄曲霉毒素

1．化学结构与特性

结构特点：黄曲霉毒素是一类结构类是的化合物（如图）。

目前已分离鉴定出20余种，两大系即B 系和G 系，其基本结构相似，均有二呋喃环和氧杂萘邻酮（香豆素），其结构中最有意义的是二呋喃末端有双键者是决定毒性的基团，与毒性、致癌性有密切关系。如AFB 1、AFG 、AFM 1，其中AFB 1毒性及危害性最大，因此，在食品卫生监测中以AFB 1为污染指标。所以我们就以AFB 1作为主要讲述内容。

性质：

①耐热性 一般烹调温度很少破坏，280℃裂解。

②不耐碱 在碱性条件下，香豆素内酯环受破坏生成钠盐，溶于水。

③溶解性 不溶于水、正己烷、石油醚及乙醚中，溶于脂肪及某些脂溶剂（氯仿、甲醇等）所以检测时以此作为提取剂。

④紫外光下产生荧光 AFB 1对紫外光有强的吸收性能，在365nm 下吸收峰最大。

2．污染食品的情况

污染食品相当普遍，不仅在我国，在世界上其他国家农产品污染也相当严重，在许多食品中都能检出。根据我国20世纪70年代初和90年代初所进行的黄曲霉毒素B 1的调查结果证明污染最严重的是花生和玉米

3．毒性 可引起急性毒性和慢性毒性

（1）急性毒性

①AFB 1属剧毒物，对人畜均有强的毒性比KCN 强10倍

②AFB 1中毒与种属、年龄、性别等有关

不同种属AFB 1急性毒性的敏感性不同，以鸭雏最为敏感；不同年龄的动物以幼年动物最为敏感；不同性别中雄性比雌性敏感。另外，营养好的动物抵抗力强等。 ③AFB 1属肝脏毒（即靶器官为肝脏），可抑制肝细胞合成DNA 、RNA 以及蛋白质。

（2）慢性毒性 是由于长期少量摄入而造成，比急性毒性更具有实际意义，更重要。主要表现为动物生长障碍，肝脏出现亚急性或慢性损害。在实验指标上主

要是：①肝功能变化，GPT ↑，白蛋白、非蛋白氮、肝糖元及V A ↓；②肝组织化学变化：肝实质细胞坏死、变性，胆管上皮增生，纤维细胞增生，形成再生结节，有的出现肝硬化；③其他症状：食欲下降，食物利用率下降，体重下降，影响生长发育（不孕、少胎等）。

（3）致癌性

①AFB 1是一种致癌性极强化学物质，按动物的LD 50计算其致癌力为奶油黄（二甲基偶氮苯）的900倍，比二甲基亚硝胺诱发肝癌能力大75倍。

②致癌特点 具有组织特异性：AFB 1在对动物引起的肿瘤中最多的是原发性肝细胞癌，其他部位也可发现，如胃腺癌、肾癌、直肠癌、乳腺癌、卵巢癌、小肠癌等，但主要的还是在肝脏部位。

具有种属特异性：可使多种动物诱发实验性肝癌，如以最低剂量比较鳟鱼最为敏感。根据AFB 1对啮齿类动物的肝癌能力试验，证明对大鼠致癌性最强。 ③与人类肝癌发生的关系

流行病学调查发现，膳食中AF 水平与人类原发性肝癌的发生率呈正相关。有研究也表明，原发性肝癌与AF 有关。

4．AFB 1的代谢和生化作用

①代谢途径及代谢产物

AFB 1进入体内，必须经过体内代谢过程才能由前致癌物变成终致癌物。 主要代谢途径有三种即羟化（M 1、Q 1、H ）、脱甲基（P 1）、环氧化

附图 黄曲霉毒素B 1的代谢途径（一）

羟化 AFB 1在肝微粒体酶的催化下，在二呋喃α－碳原子作用（羟化），其代谢产物为AFM 1，其结构与AFB 1相近似。M 1首先发现在牛、羊奶中发现故称为M 1。肝微粒体酶可使AFB 1环戊烷β碳原子羟化产生AFQ 1，AFQ 1在不同的生物体内转化量不一样。

脱甲基 在氧杂萘环的OCH 3基位脱出甲基生成AFP 1（去甲基酚型产物），与葡萄糖醛酸或硫酸结合，由尿排出。

环氧化 在二呋喃环末端双键位置经环氧化生成AFB 1－2，3环氧化物，这一反应与AFB 1的毒性、致癌性及致突变性有关。

附图 黄曲霉毒素体内代谢过程（二）

5．预防措施：防霉去毒。

（1）防霉 预防食品被黄曲霉毒素及其它霉菌毒素污染是最根本措施，可采用物理、化学及生物等方法。

田间开始防霉，采用良好的农业生产工艺（good agricultural practice），防虫、防倒伏等；收获时注意：

①粮食颗粒应饱满（减少含水量），去霉变部分；

②尽快脱粒，并采取减少粮食所含水分的措施，如凉晒、风干、烤干或加入吸湿剂（生石灰）、密封等措施，使粮谷水分在入库时达到安全水分以下； ③贮藏时要注意温度（低温，10℃）、湿度（相对湿度70%），通风。

除上述外，还可采用防腐剂（无毒）、杀虫剂（无毒）以及γ射线照射等；选用和培育抗霉新品种（如花生、玉米等易感食品）；保持粮食颗粒的完整，以防霉菌污染。

（2）去毒

①拣霉粒法 适于大颗粒的花生、玉米等， 适于小单位及家庭使用 。 ②碾轧法 适于大米、玉米等，可去除表面和胚中的绝大部分毒素。 ③加水搓洗法

④植物油加碱炼法

生物方法可分解、转化、去除AFB 1，去毒方法很多，可根据实际情况选用。

（3）限制各种食物中AFB 1的含量

我国GB2761-1982有允许量标准（见表）。

三、防止食品腐败变质的措施

（一）低温保藏与食品质量

1．现代食品的冷藏、冷冻方法

冷藏是预冷后的食品在稍高于冰点温度（0℃）中进行贮藏的方法，其温度一般为-2~15℃，最常用温度为4~8℃。

冷冻有两种即缓冻（缓慢降温）和速冻。缓冻是指3~72小时内使食品温度降至所需温度（-2~ -5℃），令其缓慢冻结，食物中大部分水可冻成冰景。而速冻则是指30分钟内食品温度迅速降至-20℃左右，完全冻结，结冰率近100%（-18℃结冰率>98%）。

2．冷藏、冷冻对食品微生物及化学过程的影响

①低温可降低或停止食品中微生物的增殖速度

②低温可减弱食品内一般化学反应速度

③降温可使食品中酶活力显著下降。

3．冷冻工艺对食品质量的影响

①冰晶对食品的影响

冷冻工艺可有两种：即缓慢冷冻和急速冷冻。

缓慢冷冻： 缓慢冷冻的工艺对食品质量会有不良影响。

急速冻结：加速降温过程，以最短的时间通过冰晶生成带，在30分钟内食品迅速冻结。食品内部结构不会发生损伤和破溃。

冰冻食品的融解过程：最好的方法是缓解，急融会使食品体积突然增大，融解的水分来不及被食品的细胞吸收，使细胞不能恢复到原来的物理状态，导致自由水分增多，汁液外溢，降低了食品的质量。

②对蛋白质的影响

食品的降温过程对蛋白质会发生变性的影响，其影响程度与降温速度和最后温度有关。速度越慢，温度越低，变性越严重。

4 冷藏冷冻的卫生要求

①对不耐藏食品选择适宜的低温范围：TTT （time-temperature-tolerance ）。 ②冷藏冷冻原料与工艺卫生要求

a ．原料应尽量保持新鲜、干净、质优

b ．用冷水、冰制冷时，一定要符合饮用水标准 。

c ．各类型冷藏设备必须有可靠的控制装置，保证致冷温度，防止冷媒外溢。 d ．冷藏车船、冷库要防鼠、防霉、除臭，及时除霜 。

e ．防冻藏食品的干缩，也防结露现象。结露是指因温度聚变而在食品表层发生的凝结水，从而造成局部的水分增加，污染，霉变等。

（5）常见食品适宜冷藏冷冻保藏条件 见表。

（二）高温杀菌保藏与食品卫生质量

1．高温杀菌保藏与微生物耐热能力

在食品工业中，微生物耐热性的大小常借几种数值来表示。

①热力致死时间（Thermal Death Time, TDT） 指在特定的条件和特定的温度下，杀死一定数量的微生物所需时间，这时间即为热力致死时间。不同的微生物热力

致死时间不同。

②D 值（decimal time reduction value ,or decimal reduction time） 指在一定温度和条件下，活菌数减少一个对数周期所需的时间，即细菌死亡90%所需的时间。或者说该菌在该温度条件下90%递减时所需的时间（分）即为D 值。

③Z 值 一个对数周期的加热时间（10分~100分）所对应的加热温度变化值称为Z 值。或者说，在加热致死曲线中，时间降低一个对数周期（缩短90/100加热时间）所需要升高的温度（℃），这个升高的温度称之为Z 值。

④F 值 一定数量的细菌在某一温度下完全杀死所需的时间为F 值，以分来表示。在右下角注明温度，常以Fr 表示，以此用于杀菌程度的评价。

2．加热杀菌技术 常用的方法有高温灭菌、巴氏消毒、超高温处理和一般煮沸法等。

（1）高温灭菌法

这里指高压蒸气灭菌，一般采用的温度为112℃~121℃左右，蒸气压力为0.56Kg/cm2~ 1Kg/cm2，灭菌时间为20~30分钟的灭菌方法。可使繁殖和芽胞型细菌被杀灭，起到长期保藏食品的目的。罐头类食品一般采用这种方法。

（2）巴氏消毒法

这种方法只能杀灭繁殖型微生物，不能杀芽胞，所以说是一种不完全灭菌的加热方法，其具体方法有两种：

①低温长时间消毒法（low temperature long time，LTLT ） 温度范围为62℃~68℃，30分钟，主要是适用于不宜用高温灭菌，可用较低的温度进行消毒，如：啤酒、酒、牛奶、干酪、果汁、蛋品、蜂蜜、糖浆等食品。

②高温短时消毒法（high temperature short time，HTST ），也叫高温瞬间消毒 温度为71.7℃，时间为15分钟。

两种灭菌效果相同。

（3）超高温消毒法（ultra high temperature process，UHT ）即温度120℃~150℃，时间1~3秒。优点：不仅能杀灭大量细菌，而且对嗜高温的细菌芽胞也能杀灭，还能保证食品质量。多用于牛奶消毒。

（4）微波加热灭菌（microwave heating ）高频电磁波，波长1mm 到1m 。不同的食品可采用不同的微波频率达到消毒的目的。

3．高温工艺对食品质量的影响

（1）对蛋白质的影响

经加热的蛋白质①易被蛋白酶催化水解，从而利于吸收；②含氮浸出物（游离氨基酸、嘌呤、嘧啶等）增加，从而增加了食品的感官性状（香味、美味）；③加热温度大于190℃以上，会使得蛋白质食物中的色氨酸、谷氨酸发生裂解，产生杂环胺类化合物。近来研究表明，此类化合物对啮齿类动物均具有不同程度的致癌性，活化后具有致突变性，有些甚至比AFB 1还要强。

（2）对油脂的影响

油脂发生氧化，产生过氧化物， 使油脂理化性质发生变化，不仅具有一定的毒性，而且还会破坏食品中其它成分，影响食品的营养价值。

（3）对碳水化合物的影响

①淀粉的α化即糊化

淀粉的热处理α化程度是高温工艺关注的问题之一。

②淀粉的老化（aging ）即回生，亦称淀粉变硬变脆现象。

常见米、面的熟食品如米饭、馒头、面包冷后或放后变硬，经加热后又复原，在一定条件下，老化 糊化。

淀粉老化与食品中水分、PH 值、盐类及结构有关 。

③褐变 食品褐变有酶促褐变和非酶促褐变两种。

酶促褐变是在多酚氧化酶作用下，使食品中酚类物质氧化所产生的红棕色现象（酚类变为醌类），如苹果、梨及某些蔬菜（土豆、茄子）中含有儿茶酚、咖啡酸、绿原酸等多酚类物质，易氧化，使颜色发生变化。

非酶促褐变系指食品中糖、醛、酮的羰基与氨基酸、蛋白质发生反应，产生褐变，称为美拉德反应（maillard reaction）或称为羰氨反应（aminocarbonyl reaction），这种反应可使食品的颜色变深（棕色），如炼乳、果汁制品、脱水水果、酱油等的棕色物质。食品褐变既可增强食品的风味，又可恶化食品的颜色，所以在工业上可根据食品加工的目的决定是否利用羰氨反应，可以向食品中加入一些物质以阻止褐变，如NaCl 、CaCl 2、硫脲、-SH 化物（半胱氨酸）。

④其他影响 不同的食物，会有不同的感官性质变化。

防止食品腐败变质的方法还有脱水干燥保藏、腌（糖渍、盐渍）、薰、辐照等保藏方法。

第二节 化学性污染及其预防

一、农药残留（pesticide residue）

(一) 概述

1．农药的定义与分类

①生物性农药：我国使用少，发展慢，Bt 农药为农业防治虫害的生物农药。 ②化学性农药：我国主要用此类农药。

2．农药使用的利弊

①对农业带来极大的好处 ；

②在控制人畜共患传染病方面有重要作用；

③对环境和食品造成污染，引起对人类健康的危害，如：急性中毒、慢性中毒以及致癌、致畸、致突变等，并可以恶化环境，影响生态平衡。

3．防治病虫害的方向

①研究并发展高效、低毒、低残留的农药；

②研究开发使用生物农药，并培育出抗病虫害及草害的新品种，改善农作物栽培技术。

（二）食品中农药残留的来源

1．施用农药对农作物的直接污染

2．农作物从污染的环境中吸收农药

①喷洒的农药40-60%降落在地面污染土壤，集中在耕作层，由植物的根部吸收至组织内部，其吸收的多少与土壤中的残留量有关，与植物种类有关（块茎、豆类吸收多）。

②“工业三废”的排放污染环境，植物从环境中吸收。

3．食物链（food chain）污染食品

①水体污染通过食物链和生物富集作用（bioconcentration ）污染水产品等； ②饲料受农药污染而致肉、蛋、奶的污染；

③某些农药对某些组织器官具有亲和力，如脂溶性农药（有机氯农药等）造成蓄积作用。

4．其他来源：熏蒸、食品包装及运输过程食品与农药混放等造成食品的农药污染；误食。

（三）常用农药的残留及毒性

1．有机磷农药

2．拟除虫菊酯类

3．氨基甲酸酯类

4．有机氯农药

（四）食品贮藏和加工过程对农药残留量的影响

1．贮藏 贮藏过程中农药残留可能缓慢降低，但也有部分农药渗透至食品内部，如谷、蔬、果等。不同的农药、不同的食物、不同的贮藏温度农药残留量的降低程度不同。

2．加工（可不同程度降低残留） 不同工艺有不同降低。

①洗涤；②去壳；③水果（带皮、去皮）；④粉碎、混合、搅拌；⑤精制（油脂精炼、粮谷精加工等）；⑥发酵；⑦烹调；⑧罐装等。

（五）控制食品中农药残留量的措施

1．加强农药生产和经营管理

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，加强食品中农药监测

4．制定合适的政策，开发高效、低毒、低残留品种，实行综合治理等。

二、有害金属对食品的污染

（一）有害金属污染食品的途径、作用特点和控制措施

1．有害金属污染食品的途径

(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或接触的机械、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．食品中的有害金属污染的毒作用特点：

(1)强蓄积性 。

(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

(3)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

3．影响金属毒物毒作用强度的因素 主要有以下几方面：

(1)金属元素的存在相式

(2)机体的健康和营养状况以及食物中其些营养素的含量和乎衡情况

(3)金属元素间或金属与非金属元素间的相互作用

4．防金属毒物污染食品及其对人体危害的一般措施

（二）几种主要有害金属对食品的污染及毒性

1．汞（Hg ）

(1) 食品中汞污染的来源

(2) 食品汞污染对人体的危害

(3) 食品中汞的允许限量

2. 镉（Cd ）

(1) 食品中镉污染的来源

(2) 食品镉污染对人体的危害

3．铅（Pb ）

(1) 食品中铅污染的来源：食品容器和包装材料；工业三废和汽油燃烧；含铅农药（如砷酸铅等）的使用：可造成农作物的铅污染；含铅的食品添加剂或加工助剂：如加工皮蛋时加入的黄丹粉（氧化铅）和某些劣质食品添加剂亦可造成食品的铅污染。

(2) 食品中铅污染对人体的危害：

铅对生物体内许多器官组织都具有不同程度的损害作用，尤其是对造血系统、神经系统、和肾脏的损害尤为明显。食品铅污染所致的中毒主要是慢性损害作用，临床上主要表现为贫血、神经衰弱、神经炎和消化系统症状。

(3) 食品中铅的允许限量：我国食品卫生标准（GB14935－1994）规定食品中铅容许限量为（小于或等于mg/kg）粮食、薯类0.4，豆类0.8，蔬菜、水果0.2，肉类、鱼虾类0.5，蛋类0.2，鲜奶0.05。

4．砷（As ）

(1) 食品中砷污染的来源：

(2) 食品砷污染对人体的危害：急性砷中毒主要是胃肠炎症状，严重者可致中枢神经系统麻痹而死亡，并可出现七窍出血等症状。慢性中毒主要表现为神经衰症候群，皮肤色素异常（白斑或黑皮症），皮肤过度角化和末梢神经炎症状。

(3) 食品中砷的允许限量：我国食品卫生标准（GB4801－94）规定食品中砷容许限量为（小于或等于mg/kg）粮食0.7，蔬菜、水果、肉类、谈水鱼、蛋类、酒

类0.5，鲜奶0.2。

三、N-亚硝基化合物污染及其预防

（一）N-亚硝基化合物的分类、结构特点及理化性质

按其结构可分为两大类，即N-亚硝胺（N-Nitrosamine ）和N-亚硝酰胺（N-Nitrosamide ）。

1．N-亚硝胺

性质：化学性质稳定，通常情况下不易水解，在中性和碱性环境中较稳定，在哺乳动物体内可转化为具有致癌作用的活性代谢物

2．N-亚硝酰胺

性质：化学性质活泼，在酸性和碱性环境中均不稳定，弱碱性条件下经水解可生成具有致癌作用的烷化重氮烷，属终末致癌物。

（二）N-亚硝基化合物的前体物来源

1．环境中的硝酸盐和亚硝酸盐

植物体内硝酸盐含量的与其品种、与施肥、与地区以及栽培条件等有关。一些蔬菜中硝酸盐、亚硝酸盐含量如表。

2．鱼、肉等食物中硝酸盐、亚硝酸盐

①腌制鱼、肉等动物性食品：用硝酸盐腌制

②食品工业用亚硝酸盐作为防腐和发色剂

3．胺类物质 含氮的有机胺类物质

（三）食品中的亚硝胺及亚硝胺在体内的合成

一般天然食品中很少存在亚硝胺，主要是在人类的生产、烹调等过程中形成。

1．鱼、肉制品中的亚硝胺：主要来源于食品加工及烹调过程

鱼肉不新鲜，蛋白质腐败会产生胺类物质，经亚硝化作用生成亚硝胺

2．乳制品中的亚硝胺：主要指经过高温等工艺处理的制品，如奶酪、奶粉等，含量很低，约0.5~5.2μg/Kg。

3．蔬菜水果中的亚硝胺：长期存放，使-NO 3—变成-NO 2—增多

4．啤酒中的亚硝胺 大麦芽干燥方法：直火加热

5．霉变食品中存在亚硝胺

6．亚硝胺的体内合成

影响因素①进入体内前体物质的量②与PH 值有关：人的胃是合成亚硝胺的主要

场所。③SCN —主要存在口腔中，食物经口腔咀嚼时，在SCN —(还原剂) 的作用下，促进亚硝基化或亚硝基作用。

(四).N-亚硝基化合物的遗传毒性

1．致癌作用：强致癌物

N-亚硝基化合物致癌发生的特异性器官和致癌能力取决于其化学结构、动物种属、性别、年龄、给予途径、剂量大小等。

亚硝胺和亚硝酰胺两者致癌机理不完全相同，其机理还不十分清楚。

2．致畸作用：动物试验证明亚硝胺可使仔鼠的某些器官及部位发生畸形，如：眼、脑、肋骨、脊柱等畸形，且有剂量效应。

3．致突变作用：亚硝酰胺是直接致突变物，亚硝胺需体内活化后才具有致突变性。

（五）预防N-亚硝基化合物危害的措施

1．防止食品的微生物污染 主要是霉菌对食品的污染及某些细菌的污染

2．改进食品加工及烹调方法

①控制发色剂的使用 严格按卫生标准执行

②熏制、腌制、泡制食品原料应新鲜

③向食品中添加VC

3．增加VC 摄入量，以阻断亚硝胺合成：多吃新鲜蔬果

4．寻找天然物质阻断亚硝胺合成，指导合理膳食，防止体内形成亚硝胺。

豆类及其制品（尤其大豆）、乳制品、茶、咖啡、槟榔、某些蔬菜（大蒜、大葱、萝卜、十字花科类等）、野菜、野果（猕猴桃、棘梨、沙棘等）。

5．肥料中增加微量元素含量（Mn 、Mo ）

6．制定人体每日容许摄入量ADI ，开展食品中亚硝胺的监测

7．其它

①对易腐食品低温保存，减少产生前体物质；不吃腐烂变质的蔬菜和存放过久的熟菜。

②以光解破坏食品中亚硝胺。

③注意口腔卫生，减少唾液中的SCN —。

④培育出低硝酸盐蔬菜品种。

四、多环芳族化合物污染及其预防

多环芳族化合物（polycyclic aromatic compounds）是食品化学污染物中一类具有诱癌作用的化合物，它包括多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAH ）和杂环胺（heterocycli amines）等。

多环芳烃是煤炭、石油及木炭等不完全燃烧或工业中利用这些燃料进行热加工处理时产生的一类化合物。目前已发现200多种，其中很多具有致癌性，在人类的环境中存在广泛，其中苯并（a ）芘简称B(a)P，是一种强致癌物。

杂环胺是从烹调食品蛋白质的碱性部分中提取的主要成分，为带杂环的伯胺。经高温，特别是190℃以上，使蛋白质食物中的色氨酸、谷氨酸等发生裂解而产生杂环胺。

（一）苯并（a ）芘（B(a)P）

1．结构与性质 它由5个苯环构成，性质稳定，熔点178℃，沸点310~312℃，脂溶性，微溶于水，易发生光氧化作用，与氮氧化物发生硝基化，在苯溶液中呈现蓝色或紫色荧光。

2．致癌性与致突变性：肯定的致癌性，是间接致突变物

B(a)P在体内吸收快，很快入血并分布全身，通过混合功能氧化酶系中的芳烃羟化酶（aryl hydrocarbon hydroxylase ，AHH ）作用，代谢活化为多环芳烃环氧化酶与DNA 、RNA 和蛋白质大分子结合而呈现致癌作用，成为终致癌物。如果进一步代谢，一部分B(a)P形成羟基化合物，最后与葡萄糖醛酸、谷胱甘肽、硫酸结合从尿排出。

3．B(a)P对食品的污染

①食品在熏制、烘烤时直接接触而受污染（燃料的燃烧）；

②烹调加工时食品成分的变化（热解、热聚），这是主要原因；

③植物从环境中吸收（土壤、水等）；

④食品加工过程的污染（机油、包装材料等）；

⑤水体污染后通过生物蓄积、食物链进入人体；

⑥动植物自身少量合成，等等。

4．防止B(a)P污染及危害的措施

①防止污染：工业三废合理排放或处理后排放，减少污染；改变食品的烹调加工过程及方法；不在柏油路上晒粮、油种子，防止沥青污染；在机械化生产中防止润滑油污染食品。

②去毒：精加工，减少B(a)P含量；油脂，活性炭吸附；利用日照或紫外光照破坏其结构，降低B(a)P含量。

③制定食品中最高允许含量标准

（二）杂环胺化合物

杂环胺化合物是蛋白质食物（动物食品）在高温（>190℃）使蛋白质中色氨酸、谷氨酸发生裂解而产生。

杂环胺对啮齿类动物均具有不同程度的致癌性，活化后则具有致突变性，有些甚至较AFB 1还强。杂环胺环上的氨基在体内代谢成N-羟基化合物，是致癌、致突变的活性物质。

预防其危害：

①改进烹调方法，特别是加热的温度、时间，避免煎、炸、烤的烹调方法； ②尽量少吃油炸、煎、烧烤肉类食品；

③增加蔬菜、水果摄入：膳食纤维能吸附杂环胺，并降低其生物活性，而且蔬果中的很多成分能抑制和破坏其致突变性；

④建立和完善杂环胺的检测方法，开展食物中杂环胺含量的监测，尽早制定食品中允许含量标准。

五、食品容器包装材料设备的食品卫生

（一）塑料制品的卫生

1. 几种常用的塑料的特性：

（1）聚乙烯（polyethylene ，PE ）和聚丙烯（polypropylene ，PP ） 聚乙烯的特性：化学性质稳定，耐腐蚀、不透明、一般无毒或低毒。缺点：有低聚体，易溶于油脂， 不宜用来盛油脂。不便高温消毒，时间久了易变色，所以印字和花较难辨认。

使用时应注意的问题：①刚出锅的食物（油条、包子、油饼等）易露底，更不能蒸煮。②不宜用来长时间包装香料、花椒、茶叶及奶粉等（吸潮）。③对高油脂类食品或肉类会发生“走油”现象。④回收再生制品不宜作食具或食品容具等。 聚丙烯的特性：①具有耐热性(100℃以上) ，熔点165-167℃；②能高温消毒；③泛应用于食品包装，主要是制作成型品。其缺点：①耐低温差，易老化，所以要添加抗氧化剂、抗老化剂，要求添加剂稳定无毒；②长期储存油类和油脂会发生

溶胀和软化。③与铜制品接触会发生断裂而老化。

应用时应注意：①有可能加入大量颜料，对颜料的限制主要是要求用溶剂强力涂擦不应褪色。②回收制品严禁用于盛装食品。

这两种塑料组成中C ∶H 为1∶2，燃烧时不冒烟，而且比重小（15%NaCl溶液上浮），以此与其它相鉴别。

（2）聚苯乙烯（polystyrene ，PS ）

用途：透明盒小餐具或食品包装袋用覆盖薄膜，一次性餐具。

卫生问题：贮存某些食物可产生异味，如牛奶、肉汁、糖液、酱等，存放发酵奶饮料后可有极少量苯乙烯转入饮料。苯乙烯单体有毒。

一次性餐具等造成的白色污染，所以现在用植物纤维纸制品作一次性餐具。 因其比重较大，燃烧是冒黑烟，可与前面两者相区别。

（3）聚氯乙烯(polyvingyl chloride，PVC) ：产量最大的塑料

聚氯乙烯特性：①高温下易分解出HCl ，故必须加稳定剂以防热分解。②比重大，较前几种大，可用比重法相区别。③氯亲电子性，使其相容性广泛，可加入多种添加剂。

主要卫生问题：①聚合体本身是无毒的，主要是氯乙烯单体和添加剂的毒性问题。氯乙烯单体对人具有致癌性和致畸性。②还有热产物的毒性。③这种塑料不能用来直接接触食品，适做雨衣、床单、凉鞋、提包等。

（4）聚碳酸脂塑料

具有无毒、耐油脂特点，广泛用于食品包装、制造食品模具及奶瓶等，FDA 允许接触多种食品。

（5）复合塑料薄膜：克服某些塑料的不足

对复合塑料薄膜的主要卫生问题是粘合剂的毒性问题。

2. 塑料的食品卫生要求

（1）标准及标准检验方法

（2）严格控制各种塑料添加剂加入

（3）凡加工塑料食具、容器、食品包装材料不得使用回收塑料，食品用塑料制品必须在明显处印上“食品用”字样。

（4）生产厂家必须经食品卫生监督机构认可，方可进行生产。在生产、运输、贮存过程中应防止污染，生产厂家不得同时生产有毒品。

（5）任何一种接触食品的塑料，在准许使用前应按《食品安全性毒理学评价程序和方法》进行检测。

第三节 食品的放射性污染及其预防

一、食品中的天然放射性核素

食品中的天然放射性核素主要是40K 和少量的226Ra 、228Ra 、210Po 以及天然钍和天然铀等。

1. 40K

2. 226Ra

3. 210Po

二、环境中人为的放射性核素污染及其向食品中的转移

1. 环境中人为的放射性核素污染来源于以下三方面：核爆炸、核废物的排放、意外事故

2 放射性核素向食品转移途径

（1） 向水生生物体内转移

（2） 向植物的转移

（3） 向动物的转移

三、人为污染食品的放射性核素

人为污染食品的放射性核素主要有以下几种：131I 、90Sr 、89Sr 、137Cs

四、食品放射性污染对人体的危害

对体内各种组织、器官和细胞生产的低剂量长期内照射效应。主要表现为对免疫系统、生殖系统的损伤和致癌、致畸、致突变作用。

1．低剂量辐射可引起免疫功能抑制或（增强）兴奋反应

2．辐照对生殖功能有明显损害

3．致癌、致畸、致突变作用是低剂量长期内照射产生的主要生物效应

五、控制食品放射性污染的措施

加强对污染源的卫生防护和经常性卫生监督。