13.3食品中的有害成分

2018-04-15 作者： 王麟生；戴立益

13.3食品中的有害成分

13.3.1食品中有害成分的分类

对食品中有害成分的分类,目前尚未统一。Www.Pinwenba.Com 吧一般将食品中某一成分的存在对食品的营养和人体健康有影响的这类成分统称为食品中的有害成分。对食品中有害成分可归纳为三种:一是将食品中有害成分统称为抗营养因子;二是将食品中有害成分分为食品中有害成分和抗营养因子;三是按生化成分的结构和对人体的生理作用将食品中有害成分细分为有毒成分、有害成分和抗营养素。有毒成分是指这类成分在含量很少时就具有毒性,有害成分是指这类成分含量超标时就会对人体产生危害,抗营养成分是指这类成分能干扰或抑制食品中其他营养成分的吸收。当然这种划分也是相对的,某种物质在某些情况下可能是抗营养成分,但在另外一些情况下又可能是营养成分或有益成分,如食品中的酚类物质,具有抗氧化、清除自由基等作用,因此它是天然的抗氧化剂和保健成分,但当它与蛋白质一起食用时,它对蛋白质的吸收又具有一定的抑制作用,在这种情况下它就是抗营养素。

根据食品中有毒、有害成分以及抗营养素的来源,又可以分为内源性有毒、有害成分及抗营养素和外源性有毒、有害成分以及抗营养素。

芥子苷类（致甲状腺肿物）十字花科种子、油科、芥菜种子、羽衣甘蓝、萝卜、卷心菜、花生、大豆、木薯、洋葱等甲状腺影响：甲状腺肿大，甲状腺素合成下降，代谢损伤，碘吸收下降，蛋白质消化下降等生氰配糖体类木薯、甜土豆、干果类、菜豆、利马豆（limabean）、小米、黍等阻断细胞呼吸，胃与肠道不适症，影响血糖及钙的运转，高剂量使碘失活等凝集素类蝶形花科、谷物、黄豆及其他豆类损伤消化道上皮细胞，影响营养成分吸收，抑制酶活性、维生素B12及脂类吸收利用等配糖生物碱马铃薯、番茄及未成熟果实抑制维生素B酯酶（cholinesterase）活性，胃肠道不适症，血球溶解，影响肾功能等棉酚棉籽结合金属离子，铁离子吸收下降，抑制酶活性等河豚毒素河豚麻痹神经细胞，重者造成呼吸困难而危及生命贝类毒素蛤蚌、紫贻贝、扇贝、文蛤等神经麻痹和肝脏中毒症状组胺鲐鱼、金枪鱼、沙丁鱼等过敏症状：脸红、头晕、呼吸急促等蘑菇毒素毒蘑菇中毒表现较为复杂，通常表现为胃肠炎症状、神经精神症状、溶血症状、实质性脏器受损症状等汪东风：《食品中有害成分化学》

抗营养素作物对人体影响

草酸甜菜根、菠菜、粗根芹菜、大黄（Rhubarb）、苋属植物、西红柿等

草酸钙结晶，影响钙、铁或锌等金属离子吸收，影响钙代谢等

酚类、黄酮类、异黄酮类和绿原酸类

蔬菜、水果、葡萄酒、谷类、黄豆、马铃薯、茶叶、咖啡、植物油

阻碍或破坏硫胺素的吸收，形成金属复合物影响其生物有效性等

植酸盐蝶形花科、谷类及所有的植物种子等

与金属元素形成复合物，影响钙、镁、铁、锌、铜等金属离子的生物有效性，蛋白质及淀粉等利用率下降等

蛋白酶抑制剂蝶形花科种子、花生、谷类、大米、玉米、马铃薯、苹果、甘薯等抑制胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、糖肽酶和淀粉水解酶活性，降低其生物利用率等皂苷蝶形花科、菠菜、莴苣、甜菜、黄豆、茶叶、花生等与蛋白质及类脂类形成复合物，溶血作用，肠胃炎，但多数皂苷无害单宁广泛地存在于植物源食品中，如多数水果、茶叶及咖啡等抑制胰腺酶类活性，硫胺素、蛋白质、钴胺素及铁利用率下降等非蛋白质氨基酸豆科植物、海藻等干扰蛋白质代谢，骨质及神经中毒等重金属污染的河流、海口及土壤处种养殖动、植物对人体的危害多样性。如铅化物对人体的影响主要是在神经系统、肾脏和血液系统。常见的中毒症状有食欲不振、胃肠炎、失眠、头昏、肌肉酸痛、贫血等有机磷农药等污染食物。如，用装过农药的空瓶子盛放酱油、酒、食用油等食物；用同一车辆运输食品和农药；将刚喷洒过农药（尚未到安全间隔期）的蔬菜水果投放市场等破坏体内某些酶活性，常见中毒症状有肌肉震颤（自眼睑、面部发展到全身）、痉挛、瞳孔缩小（占中毒人数的51%）、血压升高、心跳加快、呼吸困难、肺水肿（从口、鼻排除大量红色泡沫性液体）和昏迷等兽药奶制品及肉制品过敏反应，使人体产生抗药性，改变体内微生态环境，早熟、生理紊乱，加重某些慢性病病情等食品添加剂食品制成品及饮料对人体的危害多样性。如亚硝酸盐过量会使口唇、指甲和全身皮肤出现紫绀等组织缺氧症状，并有头晕、头痛、心率加速、恶心、呕吐等症状微生物毒素微生物污染的食品及原料。如发霉玉米碾制玉米粉或自制发酵食品；食用有霉斑或有霉味的玉米及玉米制品对人体的危害多样性。如伏马菌素引起马脑部重度水肿，延髓髓质有早发的、两侧对称的斑点样坏死，脑白质软化样改变，称为马脑白质软化症食物在提供诸如水、蛋白质、脂肪、糖类、矿物元素以及维生素等必需成分和色素、芳香油等成分的同时,也含有一些有害人体的成分,凡是由食物原料(动、植物)产生的一些有害成分均统称为内源性有害成分,包括食品中过敏原、有害糖苷类、毒性氨基酸、凝集素、皂素、有毒活性肽等物质,这类成分如果在食物加工或烹调过程中不加以去除或破坏,就会对人体健康构成安全隐患。一般情况下,内源性有害成分对人体的危害不明显,但在感受性强烈的人身上,或者体内含量较多时,就会出现有害反应。

人类与动物的食物的本质区别就在于人类的食物大多要经过加工。在食品生产、加工、包装、运输和贮存过程中不可避免地要加入非生源的成分,如果生态环境受到污染,还会使食物原料和加工过程中富集一些不安全的化学物质,这些增加的污染物质和成分都不是食品所需要的,多数会对食品安全构成隐患,这类物质统称为外源性有害成分。外源性有害成分随食品进入人体后如不能及时排除而在人体中残留和积累起来,将会对人体产生危害。外源性有害成分常见的有重金属元素、农药、渔药、兽药残留物以及各种污染环境的化学物质如环境激素、持久性有机污染物等。

食品危害因子的分类可分为:生物性因素、化学性因素和物理性因素。

13.3.2生物性因素

食品的生物性污染主要包括细菌及其毒素、霉菌及其毒素、寄生虫及其虫卵、肠道病毒、昆虫污染等,其中以微生物污染最为重要。

细菌及其毒素细菌是一类能独立生活的单细胞生物,它们的个体很小,宽度一般只有1微米。常见细菌的形态有三类:球形、杆形和螺旋形。在食品中常见的致病细菌有:①能引起食物中毒的致病菌,如:沙门菌、大肠杆菌、副溶血弧菌、葡萄球菌;②能引起肠道传染病的致病菌,如:霍乱弧菌;③能引起人畜共患疾病的致病菌,如:炭疽杆菌。

常见致病细菌

大肠埃希氏菌通常称为大肠杆菌,1885年发现,在相当长的一段时间内,一直被当作正常肠道菌群的组成部分,认为是非致病菌。直到20世纪中叶,才认识到一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性,尤其对婴儿和幼畜(禽),常引起严重腹泻和败血症。

大肠杆菌O157∶H7,血清型,属肠出血性大肠杆菌,自1982年在美国首先发现以来,包括我国等许多国家都有报道。日本近年来因该菌导致的食物污染数起大暴发,格外引人注目。在美国和加拿大通常分离的肠道致病菌中,目前它已排在第二或第三位。大肠杆菌O157∶H7引起肠出血性腹泻,约2％—7％的病人会发展成溶血性尿毒综合征,儿童与老人最容易出现后一种情况。致病性大肠杆菌通过污染饮水、食品、娱乐水体引起疾病暴发流行,病情严重者,可危及生命。

沙门菌属是一大群形态、生化性状及抗原构造相似的革兰氏阴性杆菌。本属细菌抵抗力不强,60℃30分钟、5％石炭酸溶液及70％酒精5分钟均可将其杀死。在水中能生存2—3周,在粪便中可生存1—2个月,在冰中能生存3个月。目前,已知沙门氏菌共有2000多种血清型,仅少数几种对人致病,其中以鼠伤寒杆菌、肠炎杆菌及猪霍乱沙门菌为最常见。因沙门氏菌经口途径传播,故摄入污染了沙门氏菌的食物或饮料是唯一的感染方式。沙门氏菌在自然界有广泛的宿主,可寄居在哺乳类、爬行类、鸟类、昆虫及人的胃肠道中,各种家禽、家畜在喂养、屠宰、运输、包装等加工处理过程中均有污染的机会。如家禽、家畜屠宰时的卫生条件差,肠腔的沙门氏菌就可污染肉类。此外,肉类等也可在贮藏、市场出售、厨房加工等过程中通过各种用具或直接互相污染,其中在零售市场购买的生肉有部分被污染。蛋类或蛋制品,乳类及其制品如冰淇淋、袋装熟食等也会受到沙门氏菌的污染。以上各种动物源性食物是引起沙门氏菌感染的最常见媒介物。发展中国家常常有水源污染造成的暴发流行。暴饮暴食、酗酒、胃切除术后及服用抗酸剂、抗蠕动药、抗微生物药均增加人体对沙门氏菌的易感性。

副溶血弧菌(又称嗜盐菌)是革兰氏阴性多形态杆菌或稍弯曲弧菌。各种弧菌对人和动物均有较强的毒性,其致病物质主要有分子量42000的致热性溶血素(TDH)和分子量48000的TDH类似溶血毒(TRH),具有溶血活性、肠毒素和致死作用。副溶血性弧菌食物中毒也称嗜盐菌食物中毒,是进食含有该菌的食物所致,主要来自海产品或盐腌渍品,常见者为蟹类、乌贼、海蜇、鱼、黄泥螺等,其次为蛋品、肉类或蔬菜。临床上以急性发病、腹痛、呕吐、腹泻及水样便为主要症状。主要病理变化为空肠及回肠有轻度糜烂,胃粘膜炎、内脏(肝、脾、肺)淤血等。

葡萄球菌是一群革兰氏阳性球菌,球形或稍呈椭圆形,直径1.0微米左右,排列成葡萄状。葡萄球菌多数为非致病菌,少数可导致疾病。葡萄球菌是最常见的化脓性球菌,是医院交叉感染的重要来源,代表种有金黄色葡萄球菌(黄色)、白色葡萄球菌(白色)、柠檬色葡萄球菌(橙色)。因乳制品和肉类的**而出现的中毒,认为多由此类细菌引起,原因是葡萄球菌在增殖过程中可产生肠毒素。肠毒素可引起急性胃肠炎即食物中毒。误食污染肠毒素的食物后,在肠道作用于内脂神经受体,传入中枢,刺激呕吐中枢,引起呕吐,并产生急性胃肠炎症状。发病急,病程短,恢复快。一般潜伏期为1—6小时,出现头晕、呕吐、腹泻,发病1—2日可自行恢复,愈后良好。

引起人类霍乱病的霍乱弧菌属细菌，主要通过污染水源或食物而引起肠道感染，人类是霍乱弧菌的唯一易感者。霍乱弧菌进入消化道到达小肠,在肠粘膜表面吸附并迅速繁殖。产生的霍乱肠毒素作用于小肠粘膜,引起小肠液过度的分泌。严重者出现上吐下泻,导致脱水和代谢性酸中毒、循环衰竭,甚至产生休克和死亡。霍乱弧菌曾引起6次霍乱病的世界大流行,造成了人类的大量死亡。霍乱弧菌对热和消毒剂抵抗力弱,在55℃湿热下15分钟即死亡。用0.1％的高锰酸钾处理蔬菜、水果30分钟,均可达到消毒的目的。

炭疽杆菌属于需氧芽胞杆菌属,能引起羊、牛、马等动物及人类的炭疽病。炭疽杆菌革兰氏染色阳性,在氧气充足,温度适宜(25℃—30℃)的条件下易形成芽胞。繁殖体抵抗力不强,易被一般消毒剂杀灭,而芽胞抵抗力强,在干燥的室温环境中可存活数十年。煮沸10分钟或干热140℃3小时可将芽胞杀死。炭疽芽胞对碘特别敏感,对青霉素、先锋霉素、链霉素、卡那霉素等高度敏感。皮肤炭疽最常见,多发生于屠宰、制革或毛刷工人及饲养员身上。炭疽杆菌由体表破损处进入体内,开始在入侵处形成水疖、水疱、脓疱、中央部呈黑色坏死,周围有浸润水肿、如不及时治疗,细菌可进一步侵入局部淋巴结或侵入血流,引起败血症死亡。青霉素是治疗炭疽的首选药物。

自2008年9月以来,美国共有43个州发生沙门氏菌疫情,患病人数达到480多人,其中6人被怀疑在感染沙门氏菌后死亡。沙门氏菌是美国常见的食品污染源。患者感染病菌12小时至72小时内会出现发热、腹泻、腹部绞痛等症状,病情往往持续4至7天。美国食品和药物管理局(FDA)在2009年1月21日宣布,美国花生公司位于佐治亚州一家工厂生产的花生酱或花生糊被检测出含有沙门氏菌,很多食品加工企业以它们为原料,生产饼干、蛋糕、冰激凌等食品以及狗粮等,因此要求相关企业召回自己的产品,并劝告消费者避免购买含花生酱的饼干、冰激凌等,直到有关部门进一步了解沙门氏菌疫情的详情。据报道在此食品事件中,美国已有至少125种产品被召回。

真菌及其毒素

真菌大多是多细胞个体,结构比细菌复杂。真菌毒素是指真菌在其所污染的食品中产生的有毒代谢产物,是食物中常见的污染物。与食品关系密切的真菌主要有:

黄曲霉毒素:由黄曲霉和寄生曲霉等霉菌代谢产生的生物毒素,其毒性非常强,是砒霜的68倍、敌敌畏的100倍,被证明对人和动物肝、肾脏有很大危害。人类摄入被该毒素污染的食品可诱发原发性肝癌、胃癌、肺癌等,致癌所需时间最短仅为24周。

赭曲霉毒素:一种对肾脏和肝脏有强毒性的真菌毒素,并有致畸、致突变和致癌作用。

杂色曲霉素:在自然界广泛存在,毒性强,可经过多种途径吸收,诱发人和动物产生肿瘤,从而造成极大危害。

病毒病毒是一种可以在生物体间传播并感染其他生物体的微小生物,我国食品的病毒污染以肝炎病毒污染最为严重。

寄生虫及虫卵人误食了被寄生虫及其卵污染的食物以后,会引起人感染相应的寄生虫病。常见在畜肉中的寄生虫有囊尾蚴、旋毛虫;常见在鱼类、贝类中的寄生虫有华支睾吸虫、阔节裂头绦虫;其他的常见寄生虫有蛔虫。

如何预防寄生虫感染

避免进食生鲜的或未经彻底加热的鱼、虾、蟹和水生植物,不喝生水、不吃生的蔬菜,不用盛过生水产品的器皿盛放其他直接入口的食品,加工过生鲜水产品的刀具和砧板必须清洗消毒后方可使用,不用生的水产品喂猫、狗等宠物。

13.3.3化学性因素

农药残留

农药在防治病虫害、去除杂草、控制人畜传染病、调节植物的生长、提高农产品的产量和质量等方面起着积极作用,在农业、林业、渔业、畜牧业中有重要的作用。但随着农药的大量及不合理的使用,食品中的农药残留对人类健康造成的负面影响也日益显露出来。

农药残留指使用农药后残留于生物体、农副产品和环境中的微量农药及其有毒的代谢物的总量。农药残留对食品安全构成的威胁包括急性中毒和慢性中毒:一次摄入或接触大量药剂,可引起食用者急性中毒;有的农药急性毒性不高,但在人体内有慢性积累性毒性或致畸、致癌、致突变等,长期食用带微量农药的食品就有可能引起慢性中毒。

目前,全世界实际生产和使用的农药品种有上千种,其中绝大部分为化学合成农药。

1.有机氯农药

六六六(六氯环己烷)、DDT(对氯苯基三氯乙烷)、三氯杀螨醇等为常用的有机氯农药。其特点是:挥发性小,耐高温、日照,非常稳定,不易分解,属于高残毒农药。在土壤中残留的时间很长,如六六六降解半衰期为2年,DDT为3—10年。即使停止使用有机氯农药以后,农作物仍会继续从土壤中吸收有机氯农药,生产的粮食和蔬菜在相当长一段时间内仍会含有农药。有机氯农药在食品中的残留,不会因贮存、加工、烹调而减少。

2.有机磷农药

有机磷农药是人类最早合成而且至今仍在广泛使用的一类杀虫剂。也是目前我国使用最主要的农药之一。有机磷农药早期发展的大部分是高效高毒品种,如对硫磷、甲胺磷、毒死稗和甲拌磷等,而后逐步开发了许多高效低毒低残留品种,如乐果、敌百虫、敌敌畏、马拉硫磷、二嗪磷和杀螟松等,成为农药的一大家族。由于有机磷农药化学性质不稳定,在自然界极易分解,在生物体内能迅速分解,残留的时间短,所以慢性中毒较为少见。

3.拟除虫菊酯类农药

除虫菊酯和拟除虫菊酯类杀虫剂在光和土壤微生物的作用下很容易转化为极性化合物,不易造成污染,天然除虫菊酯类成分在土壤中的残留期不足1天,拟除虫菊酯类成分在农作物中的残留期为7—30天。所以近些年来使用拟除虫菊酯类农药的趋势逐渐增加。拟除虫菊酯类农药在喷施时与果实、谷物直接接触,是造成其污染的主要原因。

4.有机氮农药

氨基甲酸酯类如呋喃丹(2,3二氢2,2二甲基7苯并呋喃基甲基氨基甲酸酯)、西维因(1萘基N甲基氨基甲酸酯)、速灭威(间甲苯基N甲基氨基甲酸酯)和其他含氮有机农药如多菌灵、托布津是常用的有机氮农药。特点为杀虫能力强、作用快、易分解、毒性低。其毒性机理与有机磷类似,能抑制胆碱酯酶,但有可逆性,能很快恢复正常,故比有机磷安全。在食品中残留情况大致与有机磷相似。

5.有机汞农药

有机汞农药主要有西力生(氯化乙基汞)和赛力散(醋酸苯汞),它们是高效高残毒杀菌剂,主要用于浸种和拌种。进入人体后主要蓄积在肾、肝、脑等组织,还可通过乳汁、胎盘进入婴儿和胎儿体内,造成中毒或畸变。排泄很慢,在土壤中的半衰期长达10—30年。中毒情况一是食用有机汞农药拌过的麦种,引起急性中毒甚至死亡;二是谷类作物喷洒了过量有机汞,使谷物中产生很高的残留;三是地面水受有机汞污染,水产品如鱼、贝类体内含汞量很高,摄入水产品较多的人群可致慢性中毒。我国从1972年起已禁止农业上使用有机汞。

食品中的重金属元素

人类活动的加剧,金属矿物的大量开采及各类金属在人类生产和生活中的广泛使用,不可避免地导致环境中重金属含量的增加,由于人类处于食物链的顶端,来自植物源和动物源的食品中含有的重金属元素就会在人体中富集,从而危害人类的健康。特别是一些动植物对某类元素有很大富集能力时,这种危害就更为严重。如水产品中的节肢动物对铜有富集作用,牡蛎对锌、镉有富集作用,部分鱼类对汞特别是甲基汞有很强的富集作用,褐藻及腔肠动物能富集砷,一旦食用了这些动植物源食品后,就会产生严重的后果,如日本曾暴发的水俣病、骨痛病就是由于食用汞、镉大量超标的水产品引起的。

食品中的重金属元素有些是对人体有益或必需的,如砷、铬、铜、锌等,但含量超过一定范围时同样对人体有害,还有些重金属元素对人体是完全无用而有害的,如汞、铅、镉等,对食品中含量超标的重金属元素,都必须加以认真检测和严格监控。

食品中有害重金属元素的来源有以下一些方面:工业生产中排放的有害重金属污染了空气、水源和土壤,汽车尾气中含有的重金属;含汞农药的使用污染了水源和土壤,并经植物叶面吸附和根部吸收;含重金属化肥的施用;水体和土壤中的重金属污染元素通过生物富集和生物放大作用进入鱼类和水产品;食品加工过程中使用的材料中含有重金属元素;食品加工、贮藏、运输过程中使用的容器和包装材料中含有铬、铅、镉等重金属。

兽药残留

FAO/WHO联合组织的食品中兽药残留的立法委员会把兽药残留定义为: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及/或代谢物,以及与兽药有关的杂质残留。所以兽药残留既包括原药,也包括原药在动物体内的代谢产物。另外,药物或其代谢产物与内源大分子共价结合产物称为结合残留。动物组织存在共价结合产物则表明药物对靶动物具有潜在毒性作用。主要的兽药残留有抗生素类、磺胺类、呋喃药类、抗球虫药、激素药类和驱虫药类。其中抗生素类及激素类药物残留给食品安全和人体健康的威胁最大。

抗生素是通过生物化学方式干扰细菌的代谢达到抑制和杀死细菌的作用。抗生素的抗菌作用有以下特点:(1)选择作用,一种抗生素只对一定种类的微生物有抗菌作用;(2)作用效果,抗生素对人体、动物及植物的毒性远小于其对致病菌的毒性;(3)产生耐药性,细菌在抗生素的作用下,会有一些菌株调整或改变代谢途径,产生耐药性,由于抗生素的广泛使用,发现在一些动物性食品中抗生素的残留比较严重。上述性质使食用抗生素残留食品对人体健康产生安全隐患。

激素类药物己烯雌酚、己烷雌酚、双烯雌酚和雌二酚、盐酸克伦特罗(瘦肉精)可以用作改进剂,改进脂肪型动物的瘦肉与脂肪的比例或加速动物生长,当用作生长调节时,其剂量是治疗剂量的5—10倍,很可能残留于动物体内,给食品安全和消费者的身体健康带来危害。这些化合物并没有被批准作为合法的加速生长调节剂,然而某些食品中已发生超标残留。

造成兽药残留的原因有以下一些方面:

不遵守休药期的有关规定,休药期是指允许屠宰畜禽及其产品在允许上市前或允许食用时的停药时间,这是根据进入动物体内的兽药代谢和排出体外的时间确定的,兽药在动物体内的浓度随着时间的增加而逐渐降低,它还与兽药的种类和动物个体的不同而有所区别,一般按规定的休药期,动物体内的兽药应该是不超标的,食用是安全的。

不正确使用兽药和滥用兽药包括:

在用药剂量、给药方法、用药部位和用药动物的种类等方面不照规定办,造成残留量增大,残留时间延长,超过休药期;违禁使用未经批准的兽药;饲料加工和运输过程受到兽药污染;屠宰前使用兽药来掩盖动物临床症状,逃避屠宰前的检验检疫过程。

食用残留兽药的动物性食品后,一般并不表现为急性毒性发作,但长期食用低剂量的兽药残留物,残留物可在人体内蓄积而导致各器官的病变,对人体产生不良反应,如慢性中毒、过敏反应和变态反应,产生细菌耐药性,还会产生潜在的致畸、致癌、致突变作用。

渔药残留

渔药是用于预防和治疗鱼类与水产动物的药物,在水产养殖业生产过程中,为了预防和控制病虫害,提高产量,适当地使用渔药是必要的,当前,我国渔业由于产业结构的调整和保护水产资源的需要,水产养殖由粗放型逐步向集约化、效益型方向发展。高密度、多品种、集约化的养殖方式在提高产量的同时,也加剧了水产动植物病虫害的发生,大剂量、无节制地使用渔药不但恶化了养殖水域环境,也给食品生产安全带来了严重的威胁。