13食品安全

第七章食品安全性评价主讲：曲径第七章食品安全性评价第一节概述第二节食品中有毒物质的毒性作用机制第三节食品毒理学安全性评价程序第四节食物中有毒有害物危险度评价第一节概述一、食品毒理学与食品毒物二、毒性作用分类三、绝对致死量（LD100）半数致死量（LD50）和阈剂量四、靶器官五、ADI的定义与制定一、食品毒理学与食品毒物食品毒理学是研究存在于食品中的有毒化学物的种类、性质、含量、来源与形成、分布范围、毒性及其毒性反应机理，并确定这些物质的安全限量和评定食品的安全性的科学。现代食品毒理学着重通过生物学、生理学、化学或物理学领域的理论知识找寻毒性反应的详细机理，并研究特定物质产生的特定的化学或生物学反应机制，为食品安全性评价和监控提供详细和确凿的理论依据。毒物是指一定条件下，较小剂量就可干扰或破坏生物体的动态平衡，甚至导致生物体死亡的化学物质。有毒物质主要通过化学损伤使生物体遭受损害，按照毒物的毒性强弱可分为剧毒、高毒、中毒、低毒、微毒等。一般来说，毒物与非毒物之间没有严格的界限。同一种化学物质，由于使用量、对象及方法的不同，可能是毒物，也可能是非毒物。如人体对硒的安全摄入量为50~200μg，当摄入低于50μg时可能会导致心肌炎，克山病、免疫力下降等疾病；但是，当摄入量越过200μg时，可能会导致中毒，若每日摄入量超过1mg，则可能导致死亡。毒性是指外源化学物质与机体接触或进入体内的易感部位后，能引起损害作用的相对能力，包括损害正在发育的胎儿（致畸胎）、改变遗传密码（致突变）或引发癌症（致癌）的能力等。毒性较高的物质，只要相对较小的剂量，即可对机体造成一定的损害，而毒性较低的物质，需要较大的剂量才呈现毒害作用。在一定意义上，只要达到一定剂量的任何物质对机体都具有毒性。二、毒性作用分类有毒外源化学物质在机体内可引起一定的毒性作用，毒性作用是外源化学物质毒性的具体表现，可表现为机体功能紊乱、损伤、疾病或死亡的生物学效应。如苯可抑制造血功能，呈现血液毒害作用；有机磷酸酯农药对胆碱酯酶有抑制作用，使生物体内的乙酰胆碱大量积累，从而导致生物体极度兴奋甚至死亡。外源化学物质对机体的毒性作用可按以下几个方面进行分类。（一）速发或迟发作用（二）局部或全身作用（三）可逆或不可逆作用（四）过敏反应（五）特异体质反应三、LD100、LD50和阈剂量（一）绝对致死量（LD100）LD100是指能造成一群机体全部死亡的最低剂量。由于在群体中，不同个体之间对外来化合物的耐受性存在差异，可能有个别或少数个体耐受性过高或过低，并因此造成LD100增加或减少。所以表示一种化合物的毒性高低或对不同外来化合物的毒性进行比较，一般不用LD100而采用半致死量（LD50）。（二）半数致死量（LD50）LD50是经口给予受试物后，能够引起动物死亡率为50%的单一受试物剂量，该剂量是经过统计学计算得出的估计值。LD50数值越小，表示外来化合物质的毒性越强，反之LD50数值越大，毒性越低。由于动物的种类、品系、外来化合物与机体接触的途径和方式都可以影响外来化合物的LD50，所以表示LD50量必须注明试验动物的种类和接触途径，一般以mg/kg·bw表示。与LD50概念相同的剂量单位，还有半致死浓度（LC50）。（三）阈值也称最小有作用剂量，又称阈剂量，是指在一定时间内，一种外源化学物质按一定方式或途径与机体接触，并使某项灵敏的观察指标开始异常变化或使机体开始出现损害作用所需的最低剂量。一种化学物对每种效应都可有一个阈值，同一个体对某种效应的阈值也可随时间而改变，即一种化学物质可有多个阈剂量。就目前科学发展程度，对于某些化学物和某些毒效应还不能证实存在阈剂量，如致癌物和性细胞致突变物。确定阈剂量是毒理学研究工作的重要内容，也是制定食品卫生安全标准的主要依据。四、靶器官外源化学物质进入机体后，对体内各器官的毒性作用并不一样，具有选择性毒害作用，外源化学物质可以直接发挥毒性作用的器官或组织称为该毒物的靶器官，如脑是甲基汞的靶器官，肾脏是镉的靶器官。毒性作用的强弱，主要取决于该物质在靶器官中的浓度。五、ADI的定义与制定（一）定义（二）ADI制定（三）制定日允许摄入量的一些特例（一）定义:1、日允许摄入量（ADI）ADI是指人类每日摄入某物质直至终生，而不产生可检测到的对健康产生危害的量。以每千克体重可摄入的量表示，即mg/(kg·bw·d)2、最大未观察到有害作用剂量(NOAEL)NOAEL通过动物试验，以现有的技术手段和检测指标未观察到与受试物有关的毒性作用的最大剂量。3、安全系数安全系数是根据最大未观察到有害作用剂量计算日允许摄入量（ADI）时所用的系数，即将NOAEL除以一定的系数得出ADI。所用的值取决于受试毒物作用的性质、受试物应用的范围和用量、适用的人群、以及毒理学数据的质量等因素。（二）ADI制定1、ADI的确定：将NOAEL除以合理的安全系数计算得出ADI。2、NOAEL的确定：NOAEL的确定取决于测试系统的选择、剂量设计、测试指标代表性及方法灵敏度。3、安全系数的应用：（三）制定日允许摄入量的一些特例1、类别ADI（groupADI）如果毒性作用类似的几种化合物同时用作或用于食品，则应对该组化合物制定类别ADI以限制累加摄入。制定类别ADI时，有时可根据该组化合物的平均NOAEL，但常用该组化合物中最低的NOAEL，同时还考虑个别化合物研究的相对质量和试验周期。2、无ADI规定根据已有资料（化学、生化、毒理学等）表明某种受试物的毒性很低，且其使用量和人膳食中的总摄入量对人体健康不产生危害，则可不必规定具体ADI，但符合这一要求的物质必须有良好的生产规范相制约，并不得用于掺假和掩盖食品质量缺陷或导致营养不平衡。3、暂定ADI当某种物质的安全资料有限，或根据最新资料对已制定ADI的某种物质的安全性提出疑问，如在要求进一步提供所需安全性资料的短期内，有充分的资料认为在此短期内使用该物质是安全的，但同时又不足以确定长期食用安全时，可制定暂定ADI并使用较大的安全系数（通常为100×2），还需规定暂定ADI的有效期限，并要求在此期间经过毒理学试验结果充分证明受试物是安全的，暂定ADI值方可改为ADI值；如毒理学试验结果证明确有安全问题，则撤销暂定ADI值。4、不能提出ADI在下列情况，不对受试物提出ADI：①安全性资料不充足；②认为在食品中应用是不安全的；③未制定特性鉴别及纯度检测的方法和规格说明。第二节食品中有毒物质的毒性作用机制一、化学毒物对生物膜的损害作用二、化学毒物对细胞钙稳态的影响三、机体内生物大分子氧化损伤三、机体内生物大分子氧化损伤（一）脂质过氧化损害（二）对蛋白质的氧化损伤（三）对DNA的氧化损伤四、化学毒物与细胞大分子的共价结合第三节食品毒理学安全性评价程序一、毒理学试验的初步工作二、第一阶段：急性毒性试验三、第二阶段：遗传毒性试验、传统致畸试验、30天喂养试验四、第三阶段：亚慢性毒性和代谢试验五、第四阶段：慢性毒性试验和致癌试验《食品安全性评价方法程序和方法》标准（GB15193.1~15193.19）以及目前关于食品安全性评价方法的研究进展，对食品安全性进行评价时需要进行以下4个阶段的试验和初步工作：初步工作→第一阶段：经口急性毒性试验（LD50、联合急性毒性、最大耐受剂量法）→第二阶段：遗传毒性试验、传统致畸试验、30天喂养试验→第三阶段：亚慢性毒性试验（90d喂养试验、繁殖试验、代谢试验）→第四阶段：慢性毒性试验和致癌试验。一、毒理学试验的初步工作在进行食品安全性评价之前，需要做两方面的工作:首先需要解决的问题是对可能进入食品的生物、化学或物理性因素进行定性和定量评价。要求受试物必须是能代表人体进食的样品。其次需要估计人体的可能摄入量，例如每人每日平均摄入受试物数量或可能摄入的情况和数量、某些人群的最高摄入量。二、第一阶段：急性毒性试验急性毒性试验的目的是测定LD50，了解受试物的毒性强度、性质和可能的靶器官，为进一步进行毒性试验的剂量和毒性观察指标的选择提供依据，并根据LD50进行毒性分级。（一）测定LD501、急性毒性及分级2、LD50的计算方法表7—1GB15193.3根据LD50界定的化学物质的急性毒性分级mg/kg·bw级别大鼠经口LD50相当于人的致死量mg/kg·bwg/人极毒剧毒中等毒低毒实际无毒无毒11~5051~500501~50005001~1500015000稍尝500~40004000~3000030000~250000250000~5000005000000.050.55505002500表7—3中国根据LD50界定的农药的急性毒性分级标准mg/kg·bw分级经口LD50经皮LD50吸入LD50剧毒高毒中等毒低毒微毒55~5050~500500~500050002020~200200~20002000~500050002020~200200~20002000~50005000（二）最大耐受剂量法（三）联合急性毒性试验三、第二阶段：遗传毒性试验传统致畸试验30天喂养试验四、第三阶段：（一）亚慢性毒性试验：90天喂养试验繁殖试验传统致畸试验（二）代谢试验五、第四阶段慢性毒性试验和致癌试验第四节食物中有毒有害物危险度评价一、基本概念（一）危险度（二）安全性（三）可接受的危险度二、危险度评价（一）危害鉴定（二）暴露评价（三）剂量-反应关系评价（四）危险度特征分析与管理（一）危险度危险度即风险度，也有称为危险性或风险性，指在特定的接触条件下，因某种剂量化学毒物而造成机体损伤，引起个体或群体产生有害效应（损伤、疾病或死亡）的预期概率。一种化学毒物引起中毒危险度的大小不仅取决于它本身的化学结构和理化性质，还取决于人们与它接触的可能性、接触频率、接触剂量、吸收速率等诸多因素。（二）安全性安全性是指化学毒物在特定条件下不引起机体出现损害效应的概率。危险度和安全性都属于统计学概念，前者指化学毒物在一定条件下造成机体损害的概率；后者与其相反，实际上，二者是从不同的角度来研究同一问题，即化学毒物与机体接触的结果。从理论上讲，安全性是指无危险度或危险度低至可以忽视的程度。可是人类在日常生活与生产过程中从事的每一项活动都伴随着一定的危险度，并不存在绝对安全或危险度为零的情况，故安全性只能是相对的。（三）可接受的危险度化学物质在一定条件下都可以成为毒物，只要接触就存在中毒的可能性。只有接触剂量低于特定物质的阈剂量才没有危险。但实际上在多数情况下，某些化学毒物的阈值难以精确确定，或是虽然能确定，但因为经济上等客观原因无法限制到绝对无危险的程度，尤其是诱发剂和致癌物可能没有阈值，除了剂量为零以外，其它剂量均有引起损害的可能性，对于这样的化学毒物要求绝对安全是不可能的。美国社会可能引起死亡危险度增加10-6倍的某些活动活动死因活动死因吸烟(1.4支/d)饮酒(0.5L/d)煤矿井下劳动（1h/d）肺癌肝硬化煤尘肺驾车旅行(240km)空中旅行(9600km)在纽约市居住(2d)车祸飞机失事大气污染二、危险度评价（一）危害鉴定（二）暴露评价（三）剂量-反应关系评价（四）危险度特征分析与管理1、危险特征分析2、危险度分析和总结第五节食品安全风险分析一、食品安全风险分析的由来二、食品安全风险分析的主要内容和步骤（一）风险评估程序（二）风险管理（三）风险信息交流一、食品安全风险分析的由来食品安全风险分析是应用已掌握的科学技术知识和信息，分析食源性危害出现的可能性及其产生后果的严重性，确定食品安全保护水平，采取必要的行动，使消费的食品在食品安全风险方面处于可接受水平的系统方法。1991年联合国粮农组织（FAO）、世界卫生组织（WHO）和关贸总协定（GATT）联合召开的“食品标准、食品中的化学物质与食品贸易会议”，建议国际食品法典委员会（CAC）在制定相关标准时采用风险评估原理。1993年，国际食品法典委员会（CAC）第20次大会提出在CAC框架下，各分委员会及其专家咨询机构，包括食品添加剂联合委员会（JECFA）和农药残留联席会议（