有害物质解读课件

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1、 第五章第五章 食品中常见有害物质的分析食品中常见有害物质的分析 （污染物）（污染物）霉菌毒素霉菌毒素残留残留农药残留农药残留药物残留药物残留重金属重金属残留残留添加剂添加剂 一一 、霉菌毒素残留、霉菌毒素残留 霉菌毒素 黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2 赭曲毒素(肾毒素)、单端孢霉烯 (皮肤毒素)、串珠镰孢菌毒素 (免疫毒素)和橘毒素(肾毒素)蘑菇毒素 真菌毒素我国黄曲霉毒素的最大允许量我国黄曲霉毒素的最大允许量 单位：单位：g/kgg/kg食 品 种 类最大允许量玉米、花生及其制品大米和食用油脂（花生油除外）其他粮食、豆类和发酵食品酱油和醋婴儿代乳品2010550 化学筛选程序化学筛选程序

2、 化学定量程序化学定量程序（一）化学筛选程序（一）化学筛选程序 微型柱法、TLC法n非定量分析，初步证明是否存在待测霉菌毒素n微型柱法：微型柱法：利用黄曲霉毒素、玉米烯酮或赭曲霉素A 的天然荧光进行筛选分析。待测残留物从色谱柱洗脱到下层，在长波长UV照射(365nm)下，待测残留物显示出蓝色的荧光带。此方法的检测限为1015ng/g。nTLCTLC：用于初步筛选和定量分析霉菌毒素。（二）化学定量程序二）化学定量程序 分析步骤：分析步骤：萃取、过滤、纯化、浓缩、色谱分离/定量n萃取：萃取：甲醇水溶液、丙酮和/或乙腈 高速混合或 剧烈摇动0.5h。n过滤：过滤：萃取液经过滤除去悬浮固体。n纯化：纯

3、化：制备色谱柱或沉淀步骤除去植物色素和蛋白 质物质。沉淀步骤仅限于水分大于55的极 性有机溶剂的萃取液。n浓缩：浓缩：将部分纯化后的萃取液浓缩。n色谱分离色谱分离/定量：定量：通过GC（将待测残留物转化成三甲 硅烷或庚氟丁酰衍生物）、HPLC 进行色谱分离。HPLC是最常用的 分析霉菌毒素的自动色谱技术，紫 外或荧光检测器检测，具有极低检 测限(ug/kg水平)。二、农药残留二、农药残留n农药是农业生产中使用的各种药剂统称，种类很农药是农业生产中使用的各种药剂统称，种类很多。包括：杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长多。包括：杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂。调节剂。n目前全世界实际生产和使

4、用的农药的品种为目前全世界实际生产和使用的农药的品种为500500多多种，其中大量使用的有种，其中大量使用的有100100种，主要是化学合成生种，主要是化学合成生产的。产的。n农药残留是指农药施用后，残存在生物体、农副农药残留是指农药施用后，残存在生物体、农副产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢产物、产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢产物、降解物和杂质的总称。残留的数量叫残留量。降解物和杂质的总称。残留的数量叫残留量。n常用的有：有机氯农药和有机磷农药两类。常用的有：有机氯农药和有机磷农药两类。有机氯农药:DDT、BHC（六六六）、林丹、艾氏剂、狄氏剂 有机磷农药:对硫磷、甲胺磷、乐果、敌百

5、虫、马拉硫磷n杀虫剂有胺丙畏、苯胺硫磷等。杀虫剂有胺丙畏、苯胺硫磷等。n杀菌剂有腐霉利、乙霉威等。杀菌剂有腐霉利、乙霉威等。n 除草剂有丙草胺、麦草畏等。除草剂有丙草胺、麦草畏等。n生长调节剂有烯效唑、多效唑、油菜素内酯等。生长调节剂有烯效唑、多效唑、油菜素内酯等。n1874年人工合成年人工合成DDTn1939年瑞士化学家穆勒发现了年瑞士化学家穆勒发现了DDT的杀昆虫作用，并的杀昆虫作用，并因此获得了因此获得了1948年的诺贝尔奖。年的诺贝尔奖。n在二次世界大战中及战后的欧洲和亚洲，在二次世界大战中及战后的欧洲和亚洲，DDT用于杀用于杀灭传播疟原虫的蚊子，挽救了数千人的生命。灭传播疟原虫的蚊子

6、，挽救了数千人的生命。DDT在生物体内富集作用很强。例如水鸟体内在生物体内富集作用很强。例如水鸟体内DDT残留为残留为25 mg/kg，DDT污染的水要高出污染的水要高出8001000万倍。万倍。DDT的污染是全球性的，在人迹罕至的污染是全球性的，在人迹罕至的南极的企鹅、海豹、北极的北极熊、甚至未出世的南极的企鹅、海豹、北极的北极熊、甚至未出世的胎儿体内均可检出的胎儿体内均可检出DDT的存在。的存在。1990 1990年我国成年人的农药残留摄入量年我国成年人的农药残留摄入量农药名称摄入量/gd-1ADI/g(kg体重d)1DDT(总)20.4720BHC(总)5.048有机磷(总)33.48一

7、甲胺磷23.874敌敌畏 5.814敌百虫 2.87一乐 果 0.634对硫磷 0.320容易吸收农药的蔬菜容易吸收农药的蔬菜番茄、茄子、圆辣椒、卷心菜、白菜及大多数根番茄、茄子、圆辣椒、卷心菜、白菜及大多数根菜类、薯类。菜类、薯类。对农药吸收率较低的对农药吸收率较低的 叶菜类、果类等。叶菜类、果类等。农药残留定量分析方法的基本步骤如下农药残留定量分析方法的基本步骤如下:(1)样品制备:将产品分成可食和不可食部分，切碎、碾磨。(2)萃取:将样品与溶剂在均质机中混合，然后过滤。(3)提纯(4)色谱分离/定量三、药物残留三、药物残留兽药残留主要是由于各种正常用药和药物滥用造兽药残留主要是由于各种正

8、常用药和药物滥用造成的。另外，休药期成的。另外，休药期(是指自停止给药到动物获准是指自停止给药到动物获准屠宰或其动物性产品获准上市的间隔时间屠宰或其动物性产品获准上市的间隔时间)过短，过短，是造成动物性食品兽药残留过量的另一个重要原是造成动物性食品兽药残留过量的另一个重要原因。因。常见兽药残留的种类如下。常见兽药残留的种类如下。预防和治疗畜禽疾病用药：抗生素类、磺胺类、呋喃类n促进生长、泌乳、甚至肌肉脂肪分配而使用的药物：重组牛生长激素(rBST)、盐酸克伦特罗、已烯雌酚、已烷雌酚、双烯雌酚和雌二酚 健康危害健康危害1.一般毒性作用2.过敏反应和变态反应 3.细菌耐药性 4.菌群失调 5.致畸

9、、致癌、致突变作用6.内分泌及其它影响 抗菌素残留物的筛选检验、定量测定的化学基础抗菌素残留物的筛选检验、定量测定的化学基础方法方法（一）抗菌素残留物的筛选检验（一）抗菌素残留物的筛选检验 传统的抗菌素筛选检验法是基于待测物中存在的抗菌素残留对微生物生长的抑制。STOPSTOP法：法：用药棉拭子对可疑组织进行采样，然后 将药棉拭子放在成冻胶的生长介质上并相 互接触。如果生长介质中接种的为枯草杆 菌孢子，在32下培养1618h；如果接 种的为巨大芽孢杆菌，则在44下培养。假如结果呈阳性，随后可采用薄层生物自 显形法进行检验。CharmCharm检检验验：利用14C和3H示踪抗菌素，在牛乳样品中添

10、加示踪抗菌素和用于与抗菌素结合的微生物，标记药物和牛乳样品中的药物残留互相竞争样品中的细菌表面上数目有限的特异性结合点。短时培养、离心、去除脂肪、重新悬浮和计数。抗菌素残留浓度越大，结合在微生物上的同位素示踪物越少。检测限远低于比较传统的扩散检验。（二）定量测定的化学基础方法（二）定量测定的化学基础方法 抽样、预处理、溶剂溶解、纯化、分析检测三、重金属残留三、重金属残留Hg、Cd、Pb、As、Sn、Cu、Cr这些元素在体内不易排出，有积蓄性，半衰期都很长。甲基汞：在体内半衰期为70天 铅：在体内半衰期为1460天。在骨骼中为10年。镉在体内半衰期为1631年。北京部分农北京部分农产品含砷量产品

11、含砷量过高过高 可能可能导致中毒！导致中毒！0404年网上报年网上报道。道。一、元素的提取与分离一、元素的提取与分离以金属有机化合物的形式存在于食品中1.用灰化法和湿化法先将有机物质破坏掉，释放出被测元素。以不丢失要测的成分为原则。2.浓缩与分离螯合、萃取 v螯合、萃取：螯合、萃取：金属离子在未成螯合物之前，受水分子极性作用，以水合离子形式存在，为亲水性，难溶于有机溶剂，故不好直接用有机溶剂萃取。选择适当的金属螯合剂可将金属离子变为疏水性的金属螯合物。金属螯合物相当稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂（萃取），许多带有颜色可直接比色。金属螯合物 有机相 水+其它组成 水相v食品分析中常用的螯合剂：食

12、品分析中常用的螯合剂：双硫腙（HDZ）、二乙基二硫代甲酸钠（NaDDTC）、丁二酮肟、铜铁试剂 CuP（N亚硝基苯胲铵）v影响分配比值的几个因素：影响分配比值的几个因素：（1）螯合剂的影响：螯合剂与金属离子生成的螯合物越稳定，萃取效率就越高。（2）pH的影响：pH 越高，有利于萃取，但金属离子可能发生水解反应。要正确控制溶液的酸度,对萃取有利，还可提高螯合剂对金属离子的选择性。例：Zn2+的最适宜pH为6.510.二、测定方法二、测定方法原子吸收分光光度法、比色法、极谱法、离子选择电极法、荧光分光光度法。（一）双硫腙比色法（一）双硫腙比色法 1.1.双硫腙的性质双硫腙的性质 名称、结构式、性质

13、、P265 腙 羰基+肼（NH2NH2）双硫腙三氯甲烷或四氯化碳溶液，在光的作用或高温下很快氧化成为黄色化合物，故应置冰箱保存。2.2.双硫腙与金属离子的反应双硫腙与金属离子的反应n在酸性溶液中并有过量双硫腙存在时生成单取代双硫腙盐，即1个双硫腙分子中有1个H原子被金属离子所取代，二价金属离子则同时与2个双硫腙分子反应。n在碱性溶液中或双硫腙量不足时、生成二代（双取代）双硫腙盐，即1个双硫腙分子中有2个H原子同时被金属离子所取代。n双硫腙盐的萃取性能，主要决定于水相中的pH值和双硫腙试剂的浓度。3.3.铅的测定（铅的测定（PbPb）原理：原理：在碱性（pH值在9左右）溶剂中，Pb2+双硫腙 形

14、成红色络合物，溶于氯仿或CCl4中，红色 深浅与铅离子浓度成正比，比色测定。测定前要加盐酸羟胺、氰化钾、柠檬酸铵来掩蔽铁、铜、锡、镉等离子。测定步骤：测定步骤：（1）用铅标准溶液（1ug/ml）标定双硫腙溶液，铅标准溶液：用HNO3来溶解Pb(NO3).双硫腙溶液：0.001%（溶于CCl4）。（2）测定样品：粉碎、消化、定容（用蒸馏水）、测定，再根据所用双硫腙量计算样品中铅含量。4.Hg4.Hg的测定的测定原理：原理：双硫腙氯仿溶液与样品中汞离子在酸性条件下生成双硫腙汞，在氯仿溶液中呈橙黄色，颜色深浅与汞离子浓度成正比。（二）原子吸收分光光度法（二）原子吸收分光光度法 原子吸收分光光度计 火

15、焰原子化法火焰原子化法原子化法原子化法 无火焰原子化法无火焰原子化法 石墨炉法石墨炉法 冷原子化法冷原子化法原理原理 ：1.1.火火焰焰式式仪器内有燃烧的火焰，提供一定能量让含有元素的溶液雾化后，经过火焰获得能量，热离解为原子状态就可吸收特定波长的光，由基态激发态，不同的原子所吸收的波长不一样，如测Cu就要将仪器换上Cu空心阴极灯，让其发射出Cu的特定波长光，根据其吸收的多少来定量。（与标准曲线比较）2.2.无火焰原子化法无火焰原子化法（1 1）石墨炉法：）石墨炉法：让样品溶液在石墨管小空间内完成干燥、灰 化、原子化三步，仪器提供高温，原子再去吸收特定波长光。灵敏度比火焰原子化法高。（2 2）

16、冷原子化法：）冷原子化法：让溶液进行化学反应，使元素为原子态，再喷入原子吸收分光光度计测定。原子吸收分光光度法的特点：优点：灵敏度高，应用广，选择性好，抗干扰性 强，适于元素的痕量分析。缺点：要连续测不同的元素，就要多次换不同的阴极灯。四、食品中其他有害物质及其检测四、食品中其他有害物质及其检测一、食品中二一、食品中二噁噁英及其检测英及其检测u二二噁噁英的全名为多氯代二英的全名为多氯代二噁噁英，英文名称为英，英文名称为DioxinsDioxins或或PoIychlorodibenzodioxinsPoIychlorodibenzodioxins，简称简称PCDDsPCDDs，是一类三环芳香族化

17、合物。，是一类三环芳香族化合物。u其毒性是氰化钠的其毒性是氰化钠的130130倍、砒霜的倍、砒霜的900900倍倍,故被故被称为称为“毒中之毒毒中之毒”。1998年年 3月月,比利时一些养鸡场出现鸡不生比利时一些养鸡场出现鸡不生蛋、肉鸡生长异常等现象蛋、肉鸡生长异常等现象,遂怀疑饲料有问题。遂怀疑饲料有问题。经调查发现经调查发现,这是由于比利时这是由于比利时 9家饲料公司生家饲料公司生产的饲料中含有致癌物质二产的饲料中含有致癌物质二噁噁英所致。其中一英所致。其中一家饲料厂的饲料用脂肪的二家饲料厂的饲料用脂肪的二噁噁英含量超过允许英含量超过允许限量限量 200倍以上。买走这批饲料的养殖场超过倍以

18、上。买走这批饲料的养殖场超过 1500家家,包括比利时的包括比利时的 400多家养鸡厂、多家养鸡厂、70家养牛场和家养牛场和 500余家养猪场。这批饲料也已售余家养猪场。这批饲料也已售往德国、法国、荷兰等国。往德国、法国、荷兰等国。1997年年2月月14日世界卫生组织宣布二日世界卫生组织宣布二噁噁英家英家族中的族中的 2、3、7、8四氯乙苯是已知致癌物中四氯乙苯是已知致癌物中的头号致癌物质。的头号致癌物质。自然界中不存在天然的二自然界中不存在天然的二噁噁英。二恶英完全英。二恶英完全是由于人为污染造成的。二是由于人为污染造成的。二噁噁英中毒是逐步积累英中毒是逐步积累引起的引起的,如果人大量食用此

19、类如果人大量食用此类“污染鸡污染鸡”,就有可就有可能导致癌症。由于二能导致癌症。由于二噁噁英具有脂溶性英具有脂溶性,可在肉、可在肉、奶制品和鱼类的脂肪中富集。因哺乳期婴儿需要奶制品和鱼类的脂肪中富集。因哺乳期婴儿需要乳制品的量较大乳制品的量较大,故较易受到二故较易受到二噁噁英的危害。英的危害。二二噁噁英污染事件使比利时蒙受了巨大的经济英污染事件使比利时蒙受了巨大的经济损失。据比利时政府公布的材料损失。据比利时政府公布的材料,比利时共有比利时共有 50 0 0个养鸡场个养鸡场,只有只有 90 0个养鸡场使用了被个养鸡场使用了被二二噁噁英污染的饲料英污染的饲料,就是说大多数鸡肉和蛋并没就是说大多数

20、鸡肉和蛋并没有受到污染。由于检测鸡肉和蛋中的二有受到污染。由于检测鸡肉和蛋中的二噁噁英必须英必须使用超微量方法使用超微量方法,费时费钱费时费钱,所以不可能普遍检所以不可能普遍检测测,所以比利时全国的鸡肉和蛋只好不分青红皂所以比利时全国的鸡肉和蛋只好不分青红皂白全部销毁白全部销毁,经济损失之大不言而喻。而且破坏经济损失之大不言而喻。而且破坏了公众的消费信心了公众的消费信心,造成技术性失业造成技术性失业,冲击出口冲击出口市场市场,最终对比利时经济增长产生负面影响。最终对比利时经济增长产生负面影响。据比利时农业工会统计据比利时农业工会统计,比利时有比利时有 1000万只被万只被认为是受污染的肉鸡和蛋

21、鸡被屠宰销毁。这一事认为是受污染的肉鸡和蛋鸡被屠宰销毁。这一事件造成的直接损失达件造成的直接损失达 3.55亿欧元亿欧元,如果加上与如果加上与此关联的食品工业此关联的食品工业,损失已超过损失已超过 1 0亿欧元。亿欧元。(二二)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。这些含氯化合物含氯化合物的生产和使用。这些含氯化合物主要包括：作为农药或防腐剂的氯酚类、作为除主要包括：作为农药或防腐剂的氯酚类、作为除草剂的氯代苯氧酸型除草剂、被广泛用于电器设草剂的氯代苯氧酸型除草剂、被广泛用于电器设备的多氯联苯备的多氯联苯(PCBs)(PCBs)类、造纸行业的纸浆加氯漂类、造纸行业的纸浆加氯

22、漂白等。白等。垃圾的焚烧。垃圾的不充分燃烧可产生大量的垃圾的焚烧。垃圾的不充分燃烧可产生大量的有害化合物。如含有聚氯乙烯塑料的垃圾在焚烧有害化合物。如含有聚氯乙烯塑料的垃圾在焚烧过程中可能产生酚类化合物和强反应性的氯和氯过程中可能产生酚类化合物和强反应性的氯和氯化氢等，这些物质是合成二嗯英的前体物。医院化氢等，这些物质是合成二嗯英的前体物。医院废弃物中含有卤代化合物，焚烧时释放的二废弃物中含有卤代化合物，焚烧时释放的二噁噁英英含量高于生活垃圾，废水处理后的污泥经脱水后含量高于生活垃圾，废水处理后的污泥经脱水后进行焚烧处理也可释放二进行焚烧处理也可释放二噁噁英，其含量较生活垃英，其含量较生活垃圾稍低。圾稍低。煤、石油、汽油、沥青等的燃烧。汽油的不煤、石油、汽油、沥青等的燃烧。汽油的不完全燃烧致使汽车排出的尾气中也含有二完全燃烧致使汽车排出的尾气中也含有二噁噁英。英。含除草剂的枯草残叶的燃烧及森林大火也会含除草剂的枯草残叶的燃烧及森林大火也会产生二产生二噁噁英。英。(三三)二二噁噁英的检测英的检测 二二噁噁英含量最常用的分析方法是高分辨率气英含量最常用的分析方法是高分辨率气相色谱一质谱法相色谱一质谱法.