食品中有害成分

第11章食品中有害成分11.1内源性有害成分11.2外源性有害成分11.3食品中抗营养素11.4加工及储藏中产生的有毒有害成分可将食品中有害成分分为有毒成分、有害成分和抗营养素。食品中抗营养素是指这类成分能干扰或抑制食品中其他营养成分的吸收。定义某些物质是有毒、有害成分、还是抗营养素是相对的。食品中有害成分又可分为内源性有毒、有害成分及抗营养素和外源性有毒、有害成分及抗营养素。11.1内源性有害成分11.1.1过敏原过敏原（allergen）是指存在于食品中可以引发人体对食品过敏的免疫反应的物质。完全抗原（过敏原）能穿过肠壁进入体内，从而激发免疫反应。皮肤瘙痒、胃肠功能紊乱等不良反应，含有过敏原的食品就为过敏性食品。食物过敏流行特征表现在：①婴幼儿及儿童的发病率高于成人；②发病率随年龄的增长而降低；③人群中的实际发病率较低。食物过敏原的特点如下：①多数食物都可引起过敏性疾病。②食物中仅部分成分具致敏原性。③食物过敏原的可变性。④食物间存在交叉反应性。11.1.2有害糖苷11.1.2.1有害糖苷的种类有害糖苷类又称生氰配糖体类。有害糖苷类主要存在于木薯、甜土豆、干果类、菜豆、利马豆（limabean）、小米、黍等作物中。糖苷的主要特征是在酶促作用下水解产生硫（代）氰酸盐、异硫氰酸盐和过硫氰酸盐。并具有致甲状腺肿作用。11.1.2.2硫代葡萄糖苷（1）硫代葡萄糖苷的基本结构和主要种类。（2）硫代葡萄糖苷的酶解及在加工中的变化硫代葡萄糖苷在硫代葡萄糖苷酶（myrosinase,EC3.2.3.1）作用下可水解出多种产物。硫代葡萄糖苷及其一些水解物是水溶性的。硫代葡萄糖苷酶可被抗坏血酸激活。11.1.3有害氨基酸有害氨基酸基本上都是一些不参与蛋白质合成的稀有氨基酸。茶氨酸只有在山茶属中存在，在茶种中含量最高，5-羟色氨酸在豆科中存在。并不是所有的非蛋白质氨基酸都是有害的，如茶氨酸、蒜氨酸等不仅是无毒的而且还赋予食品特色和保健作用。11.1.3.1有害氨基酸的种类（1）骨质中毒性化合物。β-氨基丙腈，β-（N-γ-谷氨酰）-氨基丙腈等。（2）神经中毒性化合物。α、γ-二氨基-酪酸，β-氰-L-丙氨酸，β-N-乙酰-α、β-二氨基-丙酸，L-高精氨酸等。11.1.3.2有害氨基酸的毒性有害氨基酸，今可豆氨酸与胱氨酸结构相似，它可能干扰了胱氨酸的代谢而使人得金龟豆病。11.1.4凝集素11.1.4.1凝集素的种类凝集素（lectins）广泛分布于植物、动物和微生物中。外源凝集素又称植物性血细胞凝集素，是一类可使红细胞凝集的非免疫来源的多价糖结合蛋白或蛋白质，能选择性凝集人血中红细胞。将作为中已知的凝集素分为五大类：①豆科凝集素类。②甘露糖结合凝集素类。③几丁质结合凝集素类。④2型核糖体失活性蛋白质类。⑤其他作为中凝集素类。11.1.4.2凝集素的含量及某些性质豆类凝集素家族在，红花豆（runnerbean）、利马豆（limabean）、宽叶菜豆（teparybean）和菜豆（kidneybean）不仅含量高，而且对其相应的食物有较高的毒性。11.1.5皂素皂素是一类结构较为复杂的成分，由皂苷和糖、糖醛酸或其他有机酸所组成。皂素对消化道黏膜有较强的刺激性，可引起局部充血、肿胀及出血性炎症，以致造成恶心、呕吐、腹泻和腹痛等症状。芸豆又称四季豆，食用芸豆不当常会引起中毒现象，其中皂素就是其一。11.1.5.1皂素的基本结构和化学组成皂素的基本结构由配基和配糖体及有机酸三部分所组成。11.1.5.2茶皂素的理化性质及毒性茶皂素是一种无色的微细状结晶体，味苦而辛辣，具有很强的起泡能力。皂苷毒性，就是皂苷类成分有溶血作用。茶皂素对动物红细胞有破坏作用，产生溶血现象。对白细胞则无影响。发生溶血作用的前提是茶皂素必须与血液接触，因此在人畜口服时是无毒的。茶皂素对冷血动物毒性较大，对高等动物口服无毒。生物碱（补充内容）（一）茄碱：1、中毒原因：食用未成熟绿色马铃薯，发芽马铃薯，烹调时未能除去或破坏毒素。一般进食毒素后10min-10h内出现症状：患者咽喉部瘙痒和烧灼感，胃部灼痛，并有恶心、腹泻等胃肠炎症状。严重者可致死。2、预防措施：（1）防止马铃薯发芽；（2）发芽较多者不能食用，发芽少者可剔除发芽基部，去皮后浸泡30-60min，烹调时加入少量醋煮透。（二）秋水仙碱：1、中毒原因：采用未经处理的鲜黄花菜煮汤或大锅炒食。一般在4h内出现中毒症状：轻者口渴、喉干、心慌胸闷、头痛、呕吐、腹痛、腹泻等，重者出现血尿、血便和昏迷等。2、预防措施：（1）不吃新鲜黄花菜，最好食用干制品，用水浸泡发胀后食用。（2）食用鲜黄花菜需作烹调前处理：沸水煮透。（3）烹调时与其他蔬菜或肉食搭配制作，控制摄入量。11.1.6水产品中有害成分（1）河豚毒素（tetrodotoxin,TTX）。TTX是豚毒鱼类中的一种神经毒素，为氨基全氢喹唑啉型化合物。用1%的乙酸可浸出100%的TTX。在强酸溶液中则易分解，在碱性溶液中则全部被分解。一般家庭的烹调加热河豚毒素几乎无变化，是食用河豚中毒的主要原因。（2）麻痹性贝类毒素（paralyfricshellfishpiossoning,PSP）。是一类对人类生命健康危害最大的海洋生物毒素。PSP是一类四氢嘌呤的衍生物。易溶于水且对酸、对热稳定，在碱性条件下易分解失活。PSP是一类神经和肌肉麻痹剂，其毒理主要是通过对细胞内钠通道的阻断，造成神经系统传输障碍而产生麻痹作用。（3）西加鱼毒（ciguaterafishpoisoning,CFP）。是指食用古巴一带名为西加（cigua）的一种海生软体动物而引起的中毒。其毒性强度比TTX大20倍。CFP引起的人体中毒状有消化系统症状、心血管系统症状和神经系统症状。STX是一种脂溶性毒素。（4）腹泻性贝类毒素（diarrheticshellfishpoison,PSP）。①酸性成分②中性成分③其他成分三类毒素的毒理作用各不相同。11.1.6.2有毒活性肽（1）海葵毒素。海葵触手中含有丰富的肽类毒素。它们作用于专一性受体，而能选择性地与细胞膜的脂质结合，引起疼痛、炎症及肌肉麻痹等。（2）芋螺毒素（CTX）。对人体有很强的毒性和高度选择性的活性，但都属同源蛋白质。其毒性的选择性与芋螺的生活习性密切相关。芋螺毒素具有如下特点：分子量小，富含二硫键；前导肽高度保守而成熟肽具有多样性；作用靶点广具有高度组织选择性。（3）海藻毒素。海藻毒素被认为是肝毒素，还是强促癌剂。11.2外源性有害成分11.2.1食品中金属元素与环境、肥料或饲料有密切的关系。当环境、肥料或饲料中矿质元素缺乏或较多时，所产的食物中矿质元素也必然缺乏或超标。人处于食物链的末端，植物和动物先逐级富集各种必须的矿质元素和有害的矿质元素，然后通过食物链影响人体中各元素的含量，造成某些疾病的产生。人体中有害重金属元素的含量除受水体、空气等影响外，主要受食物中重金属元素含量的影响。11.2.1.1金属元素的含量与毒性金属元素的毒性除与其相应的含量、价态等有关外，还与其他金属元素的存在有一定的关系。11.2.1.2金属元素中毒机制①金属元素破坏了生物分子活性基团中的功能基。②置换了生物分子中必须的金属离子。③改变了生物大分子构象或高级结构。细胞壁、细胞膜及其他细胞器膜是金属元素进入生物体内或细胞器的主要屏障。金属离子所带电荷越小，亲脂性越大，它就越容易透过生物膜。金属元素还能引起膜通透性的改变，膜通透性的改变将随金属离子对膜上配体的化学亲和性大小而改变。11.2.2农药残留11.2.2.1有机氯农药11.2.2.2有机磷农药11.2.2.3拟除虫菊酯类11.2.2.4氨基甲酸酯类11.2.3二噁英及其类似物二噁英和PCB都是亲脂性的POP，化学性质极为稳定、难于为生物降解，能够通过生物链富集，在环境中广泛存在，并且在生物样品和环境样品中通常同时出现，被称为二噁英及其类似物。11.2.3.1二噁英二噁英通常指具有相似结构和理化特性的一组多氯取代的平面芳烃类化合物，属氯代含氧三环芳烃类化合物。还有极强的致癌性。这类物质既非人为生产、又无任何用途，而是燃烧和各种工业生产的副产品。木材防腐、焚烧工业的排放、落叶剂的使用、杀虫剂的制备、纸张的漂白和汽车尾气的排放等是环境中二噁英的主要来源。11.2.3.2多氯联苯11.2.3.3化学特性（1）热稳定性（2）低挥发性（3）脂溶性（4）环境中稳定性高11.2.3.4二噁英及其类似物的毒性二噁英还有肝毒性，在较大剂量时，二噁英可使受试动物的肝脏肿大，进而变性与坏死。二噁英还有生殖毒性和致癌性。11.2.4兽药兽药中兽药残留是指包括原药，也包括原药在动物体内的代谢产物。11.2.4.1常见的抗生素类的化学性质（1）青霉素的化学性质青霉素的抗菌效力与其分子中的内酰胺环有关。（2）链霉素和氯霉素的化学性质。11.2.4.2常见的激素类兽药的化学性质（1）甲状腺激素（2）雌性激素（3）雄激素11.2.4.3动物性食品中的兽药残留兽药在动物体内的分布与残留是和兽药投放时动物的状态、给药方式和兽药种类都有很大的关系。进入动物体内的兽药的代谢和排出体外的量是随时间的推移而增加，如果人长期摄入含兽药残留超标的动物源食品后，兽药不断在体内蓄积，当浓度到达一定量后，就会对人体产生毒性作用。11.2.4.4渔药渔药及渔用药品的简称，它是兽药的一种。滥用药物，对药物的使用方法、用量和休药期的忽视。11.3食品中抗营养素在食品中存在较多时就会影响食品中有效成分的吸收和利用。统称为抗营养素。11.3.1植酸及草酸动物源食品中微量元素的生物利用度（bioavalability）要比植物源食品中的高。11.3.1.1植酸植酸（phytaticacid）又称肌酸，它主要存在于植物的种子、根干和茎中，其中以豆科植物的种子、谷物的麸皮和胚芽中含量最高。植酸即可与钙、铁、镁、锌等金属离子产生不溶性化合物，使金属离子的有效性降低；植酸盐也可与蛋白质类形成配合物，使金属离子更加不易利用。是影响矿质元素吸收的主要抗营养成分。配合物的稳定性与食物的酸碱性及金属离子的性质有密切的关系。特别当有Ca2+离子存在时，该离子可促进生成锌-钙-植酸混合金属配合物。植酸不但影响了食物源中微量元素的利用度，同时还阻碍了内源性微量元素的再吸収。植酸是一种强酸，具有很强的螯合能力。植酸、金属离子及蛋白质形成的三元复合物，不仅溶解度很低，而且消化利用率大为下降。11.3.1.2草酸（1）草酸的化学性质：草酸又名乙二酸，易溶于水而不溶于乙醚等有机溶剂。草酸根有很强的配合作用，是植物源食品中另一类金属螯合剂。（2）草酸的有害性：其一、是用含草酸含量较多的食品有造成尿道结石的危险；其二、是使必须的矿质元素的生物有效性降低。当植物源食品中草酸及植醇含量较高时，一些必须的矿质元素生物活性就要认真考虑。11.3.2多酚类化合物多酚类化合物不仅有抗氧作用，还有清除自由基、抑菌、抗癌等功能。对一些必须的微量元素有配合作用、对蛋白质有沉淀作用、对酶活性有抑制功能，是食品的天然抗营养剂。11.3.2.1多酚类的组成、结构及性质根据其结构和生物合成途经，分为黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、酚酸类及其他。黄酮类是植物源食品中种类最多的一类酚类物质。在植物源食物中黄酮类常以糖苷的形式存在，糖配基通常是葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、芹菜糖或葡糖醛酸。11.3.2.2多酚类的理化特性多酚类物质一般能溶于热水，它们的苷类易溶于水。多酚类具有较强的抗氧化特性。多酚类的稳定性与其结构关系密切。多酚类成分通常不稳定。pH值愈大、温度越高和氧浓度越大，多酚类的结构就愈易破坏。11.3.2.3多酚类的抗营养性及有害性（1）多酚类的抗营养性：①对必需金属元素的络合作用。②对蛋白质及酶的络合作用。多酚对食品利用率的抑制作用，可能有两个方面的原因，其一是多酚能明显地抑制消化酶活性。从而影响了多糖类、蛋白质及脂类等成分的吸收。其二是在消化道中多酚与一些生物大分形成了复合物，降低了这些复合物的消化吸收。（2）多酚类的有害性