食品毒理学综述_文档1

08食检（1）班  宋冬姣  20080405208

摘要：中国食品毒理学建立20世纪50年代,发展于70年代。在食品添加剂使用的研究,食品污染的研究（霉菌毒素污染的研究,农药染物的研究,金属毒物的研究），烹调中食品的致突变性及致癌性，遗产学工程技术生产的食品的安全性等方面食品毒理学发挥了重要的作用,得到了长足的发展。

关键词：毒理学，起源，任务，进展

1．毒理学起源、食品毒理学科来源

毒理学是一门古老的科学,是研究化学、物理、生物等因素对机体负面影响的科学。其起源可追溯到数千年前。毒理学(toxicology) 一词是由希腊文“toxikon”与“logos”两个词组合演变而来,原文含义是“描述毒物的科学”。从几个文明古国的历史看(古埃及、古巴比伦、古印度),人们都在识别食物的同时鉴别出药物和有毒的动植物。但直至欧洲文艺复兴时期 ,瑞士人 Paracelsus (1493 —1541)才奠定了毒理学的基础。他明确提出剂量概念,指出所有物质都是有毒的,是否为毒物只是由于剂量不同。此后,随着欧洲工业生产的发展,劳动环境的恶化,发生了各种职业中毒。学者们在研究职业中毒过程中促进了毒理学的发展。此时期出版了毒理学书籍,西班牙学者Orfila (1798 —1853)就是最早的论著者。但在很长时期是描述中毒的表现,毒理学真正摆脱了以描述为主的时期,是20世纪50年代由于社会生产的快速发展,大量化学物进入人类环境,这些外源化学物对生物界、尤其是对人类的巨大负面效应引起了关注,如震惊世界的反应停事件、水俣病事件、TCDD污染以及多种化学物的致癌作用等等,毒理学者对此作了很大努力,加之科学技术的发展,使毒理学研究有了长足的进步 ,此后化学物中毒机理的研究也伴随着生物学、化学与物理学的发展而广泛展开 ,以至目前毒理学从不同领域、不同角度、不同深度形成了众多的、交叉的毒理学分支学科。食品毒理学是现代毒理学的一门分支学科。[1]

2．食品毒理学的任务

食品毒理学是应用毒理学方法研究食品中可能存在或混入的有毒、有害物质对人体健康的潜在危害 ,及其作用机理的一门学科;包括急性食源性疾病以及具有长期效应的慢性食源性危害;涉及从食物的生产、加工、运输、储存及销售的全过程的各个环节 ,食物生产的工业化和新技术的采用 ,以及对食物中有害因素的新认识。所研究的外源化学物 ,除包括工业品及工业使用的原材料、食品色素与添加剂农药等传统的物质外 ,近来又出现了二噁英污染、氯丙醇、丙烯酰胺、疯牛病、兽药(包括激素)残留、霉菌食品毒理学领域研究外源化学物的同时 ,也应研究必需营养素过量摄入所引起的毒性作用。传统的毒理学研究一般是以实验动物为模型 ,研究实验动物接触外源化学物质后所发生的毒性效应然后将动物试验的结果外推至人进行评价。现在科学家们已越来越认识到获得人体资料对于最终毒理学评价的重要性。然而 ,由于伦理道德方面的以及毒性终点往往需要很长时间才能见到变化 ,所以生物学标志物在人体试验中作为中间终点的研究与应用已成为当前研究的前沿方向。此外 ,近来食品毒理学在体外试验方面发展迅速 ,尽管体外试验尚不能代替体内试验 ,但在化学物的毒性筛选以及作用机理的研究方面具有很大的优越性和发展前途。[1]

3．食品毒理学的进展

3．1 食品添加剂

在食品中使用防腐剂、抗氧化剂、合成色素,香精等食品添加剂是否有毒有害，长期食用是否安全？

无论是天然还是合成的化学物质，呈现某种效应（加工功效、药效、慢性中毒、急性中毒、致命等）都有一个相应的剂量关系，只有达到某一剂量才起作用。只指出某化学物质的毒性并不能说明问题，必须指出其使用或存在的剂量对人体呈效应时的剂量，离开量去谈毒性和安全性是不科学的。[2]

毒物是指较小剂量就可干扰和破坏生物体的动态平衡，导致死亡的物质。花生、米面制品中存在的黄曲霉毒素B11mg可毒死一只重3000g的鸭，1-2mg重的河豚毒素(相当于高毒素河豚品种1g卵巢的毒素含量)可致一个成人毙命。我国使用的食品添加剂中称得上毒物的只有亚盐，0.2g-0.5g亚盐可致人命。天然存在于水、土壤、咸鱼、酸菜、腌肉、蔬菜、体液、甚至饮用水（自来水）中。 将亚盐误作食盐食用发生的中毒死亡事件并非罕见，因此对亚盐的销售和使用要严格管理。可以说食物中或多或少存在着一些有毒物质，之所以没有危害人体健康，是由于其量太微，有毒有害还是有毒无害，取决于剂量。食品添加剂用量通常很少，防腐剂在千分之一以下，抗氧化剂是油脂量的万分之二以下，香精千分之一左右合，成色素万分之一以下，即使不限使用量的阿斯巴甜，全取代蔗糖时用量万分之五左右足矣。因此依法按规定使用食品添加剂是不会造成急性毒性。[3]

可被人体吸收消化的食品添加剂，不存在微量积累问题，如防腐剂中的山梨酸是一种脂肪酸，在体内像其它营养物一样可被代谢，其天然存在于山梨中，因此其安全性为国际所公认。在食品添加剂中的营养强化剂和营养强化剂中未列人的营养物质，都可被人体代谢。[3]

人体有一定的自我保护能力，即对一些毒物有一定的化毒解毒机能，或将毒物在体内化解，或将毒物排出体外。C14示踪证明，苯甲酸在人体内不蓄积，大部分在9-15h内与甘氨酸结合生成马尿酸,少量与葡萄糖醛酸结合生成葡萄糖节酸,亦由尿中排出。99%在24h排出体外。[3]

不能排解的毒物微量积累到一定剂量时造成慢性中毒，尤如我们熟知的吸烟对人体健康的危害，其积累过程是漫长的，不知不觉的，因此找出这一剂量，限定食品添加剂在该剂量下使用就不危害人体健康了。国际上和各国权威机构经过急性毒性试验、遗传毒物试验（积毒性试验、突变试验）、慢性毒性试验、慢性毒性试验（包括致癌试验）确定人体每日允许摄人量，即ADI值。 在这一安全剂量内，每天摄取直到终生，对人体都是安全的。[3]

3．2 食品污染物

3.2.1 霉菌污染

现在世界各国对霉菌毒素研究越来越深入广泛，现已发现100多种以上。从其作用靶器官来看，可以分为肝脏毒、肾脏毒、神经毒、造血器官毒、光过敏性物质及其它六类。其中有致癌性者：黄曲霉毒素、杂色曲霉素、黄天精、岛青霉毒素、含氯肽五种，注射致癌者有灰黄霉素和展青霉素。对肾脏有毒者如桔青霉素、赭曲霉毒素A；对神经有毒者如黄绿青霉素；对造血器官有毒者如单端孢霉烯族化合物：其中最常见者有T-2毒素及黑葡萄状穗霉毒素等。此外，尚有玉米赤霉烯酮一类物质有雌性激素作用。在这些毒素中，除黄曲霉毒素外，其它尚无卫生标准，目前世界各国尚未规定。光过敏性物质较少见。[4]

3.2.2 重金属污染

目前最引起人们关注的食品重金属污染主要是汞、镉、铅、铬，以及类金属砷等有显著生物毒性的重金属。其中砷虽然是非金属元素，但其来源及危害都与重金属相似，所以通常也将其列为重金属进行研究讨论。重金属主要通过污染食品、饮用水及空气而最终威胁人类健康。受到重金属污染的蔬菜、水果、粮食、鱼肉等并不能通过浸泡、清洗或蒸煮来去除其所含有的重金属。重金属在环境中大多不能被生物所降解，相反却能在食物链的生物放大作用下成千百倍地富集，最后进入人体。随着人体中重金属的蓄积量增加，机体便出现各种反应而危害健康。有些重金属还有致畸、致癌或致突变作用而危及生命安全。据研究，重金属污染经食物链放大随食品进入人体后主要引起机体的慢性损伤，进入人体的重金属要经过较长时间的积累才会显示出毒性，因此往往不易被早期察觉而在毒性发作前就引起足够的重视，从而更加重了其危害性。[5]

重金属污染食品的途径主要有以下几种：（1）某些地区自然地质条件特殊，环境中的高本底重金属含量。在一些特殊地区，如矿区、海底火山活动的地区，因为地层有毒金属的高含量而使动植物有毒金属含量显著高于一般地区。（2）人为的环境污染而造成有毒有害金属元素对食品的污染。工业生产中排放的含重金属的废气、废水和废渣，农用化学品，如含重金属的农药和化肥的使用，可造成水体及土壤的环境污染。值得提出的是，重金属污染和一般的农药、化肥造成的污染不同，即使它们在环境中的浓度很低，但由于环境不容易净化，生物从环境中摄取重金属后通过食物链的生物放大作用，可以在较高级生物体内成千上万倍地富积起来，然后通过食物进入人体导致潜在的危害。（3）在食品加工、储存、运输和销售过程中使用和接触的机械、管道、容器以及因工艺需要加入的添加剂中含有的有毒金属元素导致食品的污染。[5]

重金属污染的危害：（1）汞在自然界中有金属单质汞，俗称水银、无机汞和有机汞等几种形式。汞及其化合物是常见的应用广泛的有毒金属和化合物。进入人体的汞主要经由人们摄食污染后的鱼类、贝类、谷物和稻米。汞中毒以有机汞中毒为主,汞中毒患者往往表现为手指、口唇和舌头麻木、说话不清、视野缩小、运动失调及神经系统损害，严重者可以发生瘫痪、肢体变形、吞咽困难，甚至死亡。调查表明，如果人体累积摄入超过500 毫克以上的甲基汞，就可以出现肢体麻木、视野缩小、运动失调等症状。如果累积摄入甲基汞超过1000 毫克，就可出现痉挛和麻痹等急性症状，并很快死亡。如孕妇食用被汞污染的鱼后自身可以不发病，但体内的甲基汞会通过胎盘进入胎儿体内使新生儿发生先天性水俣病。（2）镉是一种蓝白色金属，在自然界中分布广泛但含量极小。镉污染发生的原因主要来自金属冶炼,矿山开采,电镀,油漆,颜料,陶瓷,塑料和农药等生产中排放的废气、废渣和废水。镉可通过植物根系的吸收进入植物性食品，并通过饮水与饲料转移到动物体内，使畜禽类食品中含有镉。镉进入人体后主要蓄积于肾脏和肝脏中，镉中毒主要损害肾功能、骨骼和消化系统。镉损伤肾脏近曲小管后，可造成钙、蛋白质等营养素的流失，使骨质脱钙，引起骨骼畸形、骨折等，导致病人骨痛难忍，并因疼痛而死亡。急性镉中毒常常引起呕吐、腹泻、头晕、多涎、意识丧失等。除了急、慢性中毒外，研究表明镉及其化合物还具有一定的致突变、致畸和致癌作用。（3）铅是一种灰白色金属。铅主要用于制造蓄电池、颜料、釉料等，四乙基铅等烷基铅因为其具有良好的抗震性而曾经被用作汽油的防爆剂广泛使用。铅对环境的污染主要来自于冶炼厂、加铅汽油废气、含铅材料的使用等。铅中毒是一种蓄积性中毒,主要通过空气,饮水,土壤和被铅污染的食物进入人体内而引起。铅进入人体后，一部分可经肾脏和肠道排出体外。留在体内的铅可取代骨中的钙而蓄积于骨骼。随着蓄积量的增加，机体可呈现出毒性反应。铅中毒可引起造血、肾脏及神经系统损伤。铅中毒后往往表现为智力低下,反应迟钝,贫血等慢性中毒症状。从危害程度来说，铅对胎儿和幼儿生长发育影响最大，因此儿童发生铅中毒的几率远远高于成年人，目前我国儿童金属铅污染较为严重。（4）砷是一种非金属，但由于其许多理化性质类似于金属，故常称其为类金属。砷的化合物包括无机砷和有机砷。砷的化合物常被用作农药、畜禽的生长促进剂等，因而农药和兽药残留是食品砷污染的主要原因。砷对人体中的许多酶有很强的抑制作用，可使人体内很多酶的活性以及细胞的呼吸、和繁殖受到严重干扰而引起体内代谢障碍。砷中毒分急性和慢性两种。急性砷中毒主要表现为胃肠炎症状，严重者可导致中枢神经系统麻痹而死亡，病人常有七窍流血的现象。慢性砷中毒的症状除有一般的神经衰弱症候群外，还有皮肤色素沉着、过度角质化、末梢神经炎等。现在砷及其化合物已被确认为致癌物。[5]

3.2.3 农药残留

如今,鸡鸭鱼肉、蔬菜水果已是百姓餐桌上的家常菜,成为人们获取营养、赢得健康的主要渠道。然而,近些年来这些食品含有严重超过国家标准的农药残留也是一个不争的事实。农药污染食品的途径主要有:(1)施用农药后对作物或食品的直接污染;（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 →水生动物 →高浓度农药残留食品;(4)运输及贮存中由于和农药混放而造成食品污染。我国是世界上农药生产和使用的大国,近年来,杀虫剂、除草剂、杀菌剂等农药在大量使用,特别是有机磷杀虫农药,每年生产量超过1000t以上的有甲胺磷、甲基1605、氧化乐果、久效磷、对硫磷、甲拌磷 ,而这些正是农作物中残留最为严重的农药。目前食品中农药中毒事件主要是由有机磷农药引起的。有机磷农药为神经毒性剂 ,随食物摄入入体内主要抑制胆碱脂酶的活性 ,使体内胆碱脂酶蓄积引起神经传导功紊乱严重者可发生呼吸衰竭而死亡。[6]

3.3 食品烹调中产生的致突变性及致癌物

1977年nagao及sugimura等首先发现肉或鱼经高温加热烧焦的表面有很强的致突变性。如牛肉排的致突变性相当于每kg含4500mg的苯并芘，而实际熏制的牛肉排中每kg只含8mg以下。其后又经一些作者进行了系统的研究，还发现蛋、奶、动物内脏、干酪和豆腐等经高温烹调都可产生致突变物。目前普遍认为人体的癌瘤即为一种突变，所以高温烹调产生强致突变物，其实质即为致癌物。 一些研究进一步证明这些强致突变物系由蛋白质、氨基酸热解产生的。常见的氨基酸中色氨酸热解产生的物质致突变性最强。经纯化发现这是过去未曾报告过的色氨酸热解物，而命名为“色氨酸热解物-1”（trp-p-1）及“色氨酸热解物-2”（trp-p-2）。同样也命名“谷氨酸热解物-1”（glu-p-1），“谷氨酸热解物-2”（glu-p-2）、“赖氨酸热解物-1”（lys-p-1）、“苯丙氨酸热解物1”（phe-p-1）。当大豆球蛋白热解时可产生两个致突变物，也是过去未曾鉴定过的，分别命名为2-氨基-9h-吡啶并吲哚及-2-氨基-3-甲基-9h-吡啶并吲哚，它们的简称分别为aac及meaac。[7]

3.4 用遗传工程学技术生产的食品的安全性

3.4.1 食品营养品质改变

外源基因可能对食品的营养价值产生无法预期的改变,其中有些营养降低而另一些营养增加。此外,有关食用植物和动物中营养成分改变对营养的相互作用 ,营养基因的相互作用,营养的生物利用率,营养的潜能和营养代谢等方面的作用,目前介绍的资料很少 。[8]

3.4.2 抗生素抗性 

在基因转移与食品安全性的讨论中,最关切的问题是在遗传工程体中引入的基因是否有可能转移到胃肠道的微生物中,并成功地结合和表达,从而影响到人或动物的安全。基因工程工作中,经常在靶生物中使用带抗生素抗性的标记基因。有人担心,把抗生素抗性引入广泛消费的作物中,可能会对环境以及消费作物的人和动物产生未能预料的后果。

1993年 ,WHO为探讨抗生素抗性基因的可能转移问题召开了“转基因植物中标记基因与健康问题”专题讨论会。会议的结论是“尚无基因从植物转移到肠道微生物的:证据”,这些结论的主要理由是,抗生素抗性的转移是一个复杂的过程,包括基因转移、表达和对抗生素功效的影响等。还有,抗生素抗性标记基因只有在适当的细菌启动子控制下才能表达,在植物启动子控制下的抗生素标记基因将不会在微生物中表达。1996年AO/ WHO联合召开的“生物技术和食品安全性的专家咨询会议” 和WHO专题讨论会同样认为,转基因植物中的基因,转移到胃肠道微生物的可能性极小,但不是完全不可能。并建议 FAO/ WHO 就此问题召开专家咨询会议,讨论在何种条件或情况下,在转基因食品植物中,不能使用抗生素标记基因。[8]

3.4.3 潜在毒性

遗传修饰在打开一种目的基因的同时,也可能会无意中提高天然的植物毒素。某些天然毒素基因,例如:马铃薯的茄碱、木薯和利马豆的氰化物、豆科的蛋白酶抑制剂等,有可能被打开而增加这些毒素的含量,给人体造成伤害。[9]

3.4.4 潜在的过敏原

人体免疫系统可对食品中特异性物质发生反应,产生抗原特异性的免疫球蛋白(IgE)的反应。1995年,FAO关于食物过敏性技术咨询会议认为,世界上由IgE介导引起的过敏反应,最常见的食物是鱼类、花生、大豆、奶、蛋、甲壳动物、小麦和核果类上述常见的过敏性食物约占食物过敏反应的90%。

虽然,转基因作物的管理机构,FDA 和EPA要求生物技术公司报告在其修饰的食品中是否存在有问题的蛋白质,但还是担心有未知的过敏原会从系统中遗漏掉。[9]

参考文献

[1]陈君石.食品毒理学的新进展[J].中国食品卫生杂志，1995（7）：45-48

[2]韩驰.中国食品毒理学的现状和发展[J].中国食品卫生杂志，2003（15）：281-283

[3]曹来福，徐晋康.免疫毒理学在食品毒理学中的应用[J].中国食品卫生杂志，1997(1):46-48

[4]郑定仙.我国食品毒理学回个与展望[J].中国热带医学，2006（6）：1880-1881

[5]魏林.浅谈食品化学污染及其防治策略[J].贵州化工，2006（4）：30-33

[6]孟昭赫.食品的霉菌污染及其预防[J].中国食品卫生杂志，2007（8）：33-40

[7]杨冠丰.食品添加剂与人体健康[J].广东化工，2000（4）：49-51

[8]陈彩虹，刘沛，刘向军.食品中的化学污染[J].食品工程，2007(4):3-8

[9]陈乃用.生物技术与转基因食品安全性的争论[J].s食品与发酵工业，2007(27):53-59