第四讲--食品原料生产的化学和生物学基础6

第四章植物性食品原料生产的化学和生物学基础李德美•植物性食品原料的生产过程，涉及到植物学、植物生理生化的相关过程。•首先是植物的生长、发育过程，但是，这是一个受人们认识、需求调控的过程；•在这个过程中，人们选择优良的品种、调节植物的营养水平、防止各种损失，以预期获得更好的产品。主要内容•第一节植物性食品原料生产中的农药应用•第二节植物性食品原料生产中的化肥应用•第三节植物性食品原料生产中的转基因技术应用第一节植物性食品原料生产中的农药应用•农药的使用，可以有效控制病、虫害以及杂草害的发生，或者降低其危害程度，以提高作物的产量和质量，从而满足日益增长的人口对食物的需求。•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的或者来源于生物、其他天然物质的一种物质或几种物质的混合物及其制剂。•农药大都是有害物质，食品原料生产中使用农药，又带来了环境污染以及食品农药残留的问题。•目前食品中农药残留问题已成为全球性的共性问题和一些国际贸易纠纷的起因。•食品原料安全生产中，了解农药的作用、影响也就成为了重要的方面。一、食品中农药残留污染途径•1、农药污染食品的途径主要是：•（1）施用农药后对作物或食品的直接污染；•施用农药对食品的直接污染是在施用农药的同时，部分农药粘附在作物根、茎、果实的表面；•部分农药还通过植物叶片组织渗入到植株体内，再经生理作用运转到植物的根、茎、果实等各部分，并在植物体内进行代谢。•（2）空气、水、土壤的污染造成动植物体内含有农药残留，而间接污染食品；•（3）来自食物链和生物富集作用，如从水中农药——浮游生物——水产动物——高浓度农药残留食品；•（4）运输及贮存中由于农药混放而造成食品污染。2、农药对食品安全的影响•环境污染中的农药污染造成的间接污染–全球每年有200万人因为农药污染而发病，4万－－22万人因此而死亡。•来自食物链和生物富集作用•主要危害包括：•急性毒性•慢性毒性•三致（致癌、致畸、致突变）二、食品中农药残留量•于1994年3～4月北京对部分蔬菜市场采样检测，所抽查的11种蔬菜81件样品中，农药残留超过国家标准的占41件，超标率为50.6%，其中残留最严重的品种有韭菜，100%超标；其次为小白菜，80%超标；油菜50%超标。三、常见农药•（一）有机氯农药•（二）有机磷农药•（三）其他农药–1．氨基甲酸酯类农药–2．拟除虫菊酯类农药–3．杀菌剂•（四）除草剂•（五）植物生长调节溶（一）有机氯农药（禁止使用）•1、有机氯农药主要种类•是一种应用最早的高效、广谱杀虫剂，1939年开始应用，二十世纪60年代发现其毒性问题，七十年代开始限制、禁止使用，在我国1983年开始停止生产和使用。•含有一个或几个苯环的氯素衍生物，主要包括：六六六，滴滴涕2、有机氯农药的特点•有机氯农药残留在食品中相当普遍。•有机氯农药化学性质稳定，不易降解（半衰期长达几年甚至几十年），易于在生物体内蓄积。•尽管近三十年来，全球范围逐步禁止使用，但是，在各种食品原料中仍然可以检测到有机氯的存在。•存在动植物体脂肪组织或含脂肪多的部位，在各类食品中普遍存在，但含量在逐步减少，•（取样部位，案例：家兔肉出口日本）•动物性食品及植物油中六六六和滴滴涕含量高于植物性食品。•农作物对土壤中有机氯的富集作用由大道小为：植物油》粮食》蔬菜》水果3、有机氯农药残留•蓄积性强，远期危害•通过食物进入人体，代谢缓慢，主要蓄积于脂肪组织，其次为肝、什、脾和脑组织，可通过乳汁排出，并能通过胎盘。•可影响机体的酶的活性，引起代谢混乱，干扰内分泌，降低白细胞的吞噬功能，损害生殖系统，并能影响胎儿的发育、成活4、有机氯农药的允许限量•食品法典委员会（CAC）推荐：•六六六的ADI为0.008mg/kg.bw•DDT的ADI为0.02mg/kg.bw•我国规定原粮中，，，的MRL不大于0.02mg/kg•不同食品，其MRL限量不同（二）有机磷农药（限制使用）•1、有机磷农药种类•广泛应用于农作物的杀虫、杀菌、除草，为我国用量最大的一类农药。主要种类包括：•高毒的：对硫磷（1605）、内吸磷（1059）、甲拌磷（3911）、甲胺磷•中毒的：敌敌畏、乐果、甲基内吸磷，倍硫磷、杀螟硫磷、地亚农•低毒的：马拉硫磷，敌百虫2、有机磷农药特点•大部分为磷酸酯类或酰胺类化合物，多为油状，具有挥发性和大蒜臭味，难溶于水，易溶于有机溶剂，在碱性溶液中易水解破坏。•有机磷农药化学性质不稳定，分解快，在作物中残留时间短。而被用于替代有机氯，广泛使用。3、有机磷农药的残留•使用有机磷农药治虫杀菌而污染食品主要是表现在植物性食物中残留。•主要是由于使用不当造成。–过量使用、使用时期不当等等4、有机磷农药对人体的危害•经皮肤、黏膜、呼吸道或食物进入体内，分布于全身组织，主要集中于肝脏、其次为肾脏、骨骼，肌肉和脑组织•有机磷属于神经毒物，主要抑制血液和组织中乙酰胆碱酯酶的活性，导致神经递质－－乙酰胆碱，大量蓄积，从而阻断神经传导，引起中枢神经系统中毒。5、有机磷农药允许限量•ADI（mg/kg）•对硫磷（0.005）•甲胺磷、敌敌畏、(0.004)•辛硫磷（0.001）•马拉硫磷，甲基对硫磷（0.002)•在我国更强调使用MRL（三）其他农药•1．氨基甲酸酯类(Carbamates)农药•1）、氨基甲酸酯的特点•20世纪40年代美国加州大学研究人员在巴豆中发现一种有毒生物碱，进而合成的类似物；主要针对有机磷农药的不足而开发的农药。具有高效、低毒、低残留等特点。•目前的氨基甲酸酯类杀虫剂已有一千多种，包括：杀虫、杀螨、杀线虫、杀菌、除草等。•2）、氨基甲酸酯对人体的危害•中毒症状和机理与有机磷中毒相类似，但是，它对胆碱酯酶的抑制作用是可逆的，水解后的酶活性可不同程度恢复，并且无迟发性神经毒性，故中毒恢复较快。毒性机理•氨基甲酸酯类杀虫剂具有氨基，进入人体后，在胃酸作用下与食物中的亚硝酸盐和硝酸盐反应生成亚硝基化合物，具有致癌作用。•因此氨基甲酸酯类杀虫剂具有致畸、致突变、致癌的可能。3）、氨基甲酸酯类农药限量•ADI（mg/kg.bw）•西维因、呋喃丹；0.01•抗蚜威；0.02•涕灭威；0.052．拟除虫菊酯类农药•1）、拟除虫菊酯类农药种类•是一类模拟天然除虫菊酯的化学结构而合成的杀虫剂和杀螨剂。•具有高效、低毒、低残留的特点。目前常用的有20几个品种。•菊酯类农药是我国代替有机氯农药的主要农药类型之一。•遇碱易分解，不易在生物体内残留•在作物上降解快，半衰期短。2）、拟除虫菊酯类农药对人体危害•拟除虫菊酯类农药是中枢神经毒剂，不抑制胆碱酯酶。•它具有能够改变神经细胞膜钠离子通道的功能，而使神经传导受阻，出现流涎、痉挛、共济失调等症状。3）、拟除虫菊酯类农药限量•ADI(mg/kg.bw)•溴氰菊酯；0.01•氰戊菊酯；0.02•二氯苯醚菊酯；0.053．杀菌剂•杀菌剂在蔬菜和水果中常使用。•水果蔬菜防腐贮藏中应用•主要包括：•1）有机砷•容易污染土壤，具有蓄积作用，进入人体后可以转化为毒性很强的三价砷。•多被禁止使用2）有机汞•毒性很强，半衰期长达10－30年，主要损害人的神经系统和肝脏。•1971年我国已禁止使用。3）苯丙眯脞类•主要包括：•多菌灵、托布津、甲基托布津、苯菌灵、噻菌灵等•半衰期短，但是，有研究表明具有生殖毒性。4）有机硫•代森锌、代森安、代森锰锌、富美双、克菌丹等•一般认为属于中毒或低毒性杀菌剂，对皮肤或黏膜具有刺激作用。•但是，有些杀菌剂可能在体内转化为毒性更强的代谢物。杀菌剂不仅具有直接毒性•益生菌•果品酿造，，（四）除草剂•一般毒性相对较低，而且不易在生物体内造成蓄积，而且多在作物生长早期使用，农产品中残留一般较少。•1、主要种类：•2，4－D；2，4，5－T；•除草眯（2000年底我国停止生产，2001年底停止销售和使用)•地乐酚，莠去津，西玛津，稳杀得等等2、除草剂的危害•1）对消费者的直接毒性•2）对农作物生长的影响•3）大量使用后，对水体的污染（五）植物生长调节剂•人工合成的对植物生长具有调节作用的物质•矮壮素、乙烯力、吲哚乙酸、多效唑、三十烷醇、赤霉素•尽管植物激素不会直接影响消费者体内激素代谢，但是，可能影响植物正常代谢，进而影响产品安全性四、膳食农药残留量摄入及危害•（一）膳食农药残留摄入量•食品中残留的农药随食物摄入进入人体，摄入量的多少与膳食结构、区域、人群特征等因素有关。•（二）膳食中农药摄入危害五、降低食品中农药残留措施•（一）建立健全农药法规标准，加强对原料作物的生产管理–无公害–绿色食品–有机食品•（二）改变食用方式–食用食物前应当经过削皮、洗涤、烹饪、加热等处理，可以大大降低农药残留。–洗涤可以有效降低果菜表面农药残留