食品毒理学第一章
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目录第一章绪论 (1)第一节食品毒理学概述 (1)学科内容任务性质、地位 (2)食品毒理学研究方法 (2)食品毒理学发展历史和现状 (4)第二节食品毒理学和食品安全性 (8)食品安全性的现代问题 (9)食品安全性控制与人类食物链 (11)第二章食品中外源化学物的来源、转运与转化 (13)第一节食品中外源化学物的来源 (13)一、天然物 (13)二、衍生毒物(derived toxicants) (13)三、污染物----生物学污染物和化学污染物 (13)四、添加剂 (14)第二节生物转运与生物转化 (14)一、外源化学物的体内动态过程 (14)二、生物膜和生物转运 (15)第三节吸收 (16)第四节分布 (18)第五节生物转化 (19)第六节排除 (33)第三章食品中外源化学物的毒性损伤和影响因素 (36)第一节食品中外源化学物引起的毒性损伤 (36)一、损害作用与非损害作用 (36)二、毒效应谱 (36)三、毒性作用分类 (37)四、靶器官 (38)五、生物学标志 (38)第二节表示毒性损伤的指标 (39)一、剂量—反应关系 (39)二、毒性参数和安全限值 (41)第三节毒性损伤(细胞损害)的机制 (45)一、细胞运作对物质的需求与限制 (45)1二、外源化学物对细胞功能的干扰 (47)第四节、影响外源化合物毒效应的因素 (48)一、外来因素 (49)二、内在因素 (53)第四章各类食品外源化学物 (51)第一节植物类食品中的天然毒素和生理活性成分 (57)一、致甲状腺肿物 (60)二、生氰糖苷 (62)三、蚕豆病和山黧豆中毒 (65)四、外源凝集素和过敏原 (66)五、消化酶抑制剂 (66)六、生物碱糖苷 (67)七、血管活性胺 (69)八、天然诱变剂 (70)九、香辛料中的生理活性成分 (73)十、蘑菇毒素 (76)第二节动物类食品中的天然毒素 (77)一、含有毒物质的动物组织 (78)(一)内分泌腺 (78)(二)动物肝脏动物肝脏中的毒素 (79)二、海洋鱼类的毒素 (81)三、河豚毒素 (83)四、贝类毒素 (85)五、海参类 (87)六、蟾蜍 (88)第三节衍生物 (88)—、苯并[a]芘 (89)二、美拉德反应产物和杂环胺 (90)三、硝酸盐和亚硝酸盐 (92)四、N-亚硝胺 (94)第四节污染物 (96)—、食物中的真菌毒素 (97)(一)黄曲霉毒素 (97)(二)其他曲霉和青霉毒素 (101)(三)麦角中毒和食物中毒性白细胞缺乏症 (103)二、食品中的工业污染毒素 (105)(一)多环芳烃 (105)(二)多氯联苯 (107)(三)二 英 (109)2(四)铅 (113)(五)汞 (116)(六)镉 (118)三、食物中的农药残毒 (119)(一)概述 (120)(二)有机氯农药 (122)(三)有机磷农药 (126)(四)氨基甲酸酯农药 (128)(五)拟除虫菊酯农药 (129)(六)除草剂 (130)四、兽药残留 (131)(一)食品中兽药的污染 (132)(二)健康危害 (135)(三)控制动物性食品中兽药残留措施 (136)第五节添加剂 (137)一、食品添加剂的毒性 (138)二、食品添加剂的有关法案和规定 (139)三、防腐剂 (140)四、抗氧化剂 (143)五、合成甜味剂 (146)六、食用色素 (148)七、食用香料 (151)第五章食品毒理学实验基础 (152)第一节食品毒理学实验的原则和局限性 (152)一、食品毒理学实验的原则 (152)二、食品毒理学实验的局限性 (153)第二节毒理学毒性评价试验的基本目的 (154)第三节实验动物的选择和处理 (155)一、实验动物物种的选择 (155)二、实验动物品系的选择 (156)三、对实验动物微生物控制的选择 (157)四、个体选择 (157)第四节食品毒理学试验设计要点 (159)一、体内毒理学试验设计 (159)二、体外毒理学试验设计 (160)第五节实验动物的染毒和处置 (161)一、动物实验前的准备 (161)二、受试物和样品的准备 (161)三、染毒途径 (162)3四、实验动物处死及生物标本采集 (163)第六节毒理学实验结果处理和分析 (164)一、毒理学试验的统计学 (164)二、统计学意义和生物学意义 (169)第七节食品毒理学试验方法和安全性毒理学评价展望 (170)第六章食品中化学物质的基础毒性评价 (172)第一节急性毒性试验 (172)一、急性毒性和急性毒性试验的目的 (172)二、经典急性致死性毒性试验 (172)三、急性毒性分级 (177)四、急性毒性试验的其他方法 (177)第二节亚慢性和慢性毒性试验 (181)一、亚慢性和慢性毒性试验的概念和目的 (182)二、亚慢性和慢性毒性试验方法 (182)第三节蓄积毒性 (191)一、化学物质的蓄积作用 (191)二、蓄积作用的研究方法 (191)第七章食品中化学物质的遗传毒理学 (193)第一节基本概念 (193)第二节遗传损伤的类型 (193)一、基因突变 (193)二、染色体畸变 (195)三、基因组突变 (196)第三节致突变作用机制 (197)一、DNA损伤与突变 (197)二、非整倍体及整倍体的诱发 (198)三、DNA损伤修复与突变 (199)第四节突变的不良后果 (201)—、体细胞突变的不良后果 (201)二、生殖细胞突变的不良后果 (202)第五节遗传毒理学试验 (202)一、遗传毒理学试验的分类 (202)二、常用的遗传毒理学试验 (203)1.细菌回复突变试验(bacterial reverse mutation assay) (203)2.哺乳动物细胞基因突变试验(mammalian cell gene mutation assay) (204)3.染色体畸变试验(chromosome aberration test) (205)4.微核试验(micronucleus assay) (205)5.显性致死试验(dominant lethal assay) (206)6.程序外DNA合成试验(unscheduled DNA synthesis test,UDS) (207)47.姐妹染色单体交换试验(sister chromatid exchage assay) (207)8.转基因动物致突变试验(transgenic animal mutagenicity assay) (208)9.遗传毒理学试验中应注意的几个问题 (208)第六节遗传毒理学试验在预测致癌性及遗传危害性中的价值 (209)第七节遗传毒理学试验的组合应用 (212)第八章食品中化学物质的生殖和发育毒性 (215)第一节生殖毒性与与发育毒性 (216)一、生殖毒性(reproductive toxicity) (216)二、发育毒性(developmental toxic ity) (216)三、生殖与发育毒性的特点及靶器官 (216)第二节生殖与发育毒性试验的目的和实验设计的要点 (217)一、动物选择 (218)二、接触选择 (218)第三节三段生殖毒性试验 (219)一、生育力和早期胚胎发育毒性试验 (219)二、胚体—胎体毒性试验(致畸试验) (221)三、出生前和出生后发育毒性试验(围生期毒性试验) (226)第四节一代和多代生殖试验 (227)一、一代生殖毒性试验 (227)二、两代(多代)生殖毒性试验 (228)第五节生殖和毒性的检测方法 (229)一、雄性生殖毒性实验 (229)二、雌性生殖性实验 (232)三、致畸实验方法 (234)四、繁殖实验 (239)第六节发育毒物预筛试验 (240)一、体内预筛试验 (241)二、体外预筛试验 (241)第九章食品中化学物的化学致癌作用 (242)第一节人癌细胞的基因型特征 (244)一、癌基因(oncogene) (244)二、肿瘤抑制基因(tumor suppressor gene) (244)三、DNA保真性相关基因 (245)第二节化学致癌机制 (246)一、引发阶段 (247)二、促长阶段 (247)三、进展阶段 (248)第三节化学致癌物的分类 (249)一、IARC分类 (249)5二、根据致癌机制分类 (250)第四节哺乳动物致癌试验 (251)一、试验动物 (252)二、剂量选择和动物数量 (252)三、染毒途径 (253)四、试验期限 (253)五、观察和结果分析 (253)第五节与研究致癌作用有关的其他试验 (254)一、用于致癌物筛选的短期试验 (254)二、哺乳动物短期致痛试验 (255)三、转基因小鼠在致癌作用的研究 (255)第六节ICH致癌试验基本原则 (256)第七节食品成分与肿瘤 (257)一、能量和有关因素与肿瘤 (257)二、碳水化物与肿瘤 (257)三、脂肪和胆固醇与肿瘤 (258)四、蛋白质与肿瘤 (259)五、酒精与肿瘤 (259)六、维生素与肿瘤 (259)七、矿物质与肿瘤 (260)八、其他生物活性化合物与肿瘤 (260)第十章食品中化学物质的免疫毒性 (267)第一节机体的免疫系统及免疫功能 (267)第二节外源化学物对免疫系统的影响 (268)一、免疫抑制 (268)二、超敏反应 (269)三、自身免疫 (271)四、外源化学物对免疫系统作用特点 (272)五、外源化学物免疫抑制机制 (273)六、食品中化学物对免疫功能影响及其作用机制 (274)第三节化学致癌物引起的肿瘤免疫 (276)第四节免疫毒理学试验方法 (277)一、免疫毒性检测方案 (277)二、免疫抑制的检测方法 (279)三、超敏反应的检测方法 (281)四、免疫毒理学研究中应考虑的问题 (281)第五节检测食品中化学物免疫毒性的常用方法 (283)第十一章食品中化学物质的神经和神经行为毒理学 (286)第一节神经毒理学 (286)6一、神经毒性的损伤类型及机理 (286)二、迟发性神经毒性 (290)三、神经毒性的研究方法 (292)第二节神经行为毒理学 (293)一、神经行为毒理学的概念 (293)二、行为毒理学的方法 (293)三、神经科学的发展与行为毒理学 (302)(一)行为与神经生化学 (302)(二)微小透析膜法 (305)(三)神经毒性评价的分子生物学方法 (305)(四)行为毒理学在食品安全性评价方面的应用 (306)第十二章体外试验与新生物技术在毒理学中的应用 (308)第一节体外试验 (308)一、概述 (308)二、体外试验系统 (309)第二节哺乳动物细胞制备和培养 (312)一、概述 (312)二、基本技术 (314)三、培养细胞的鉴定 (316)(一) 污染鉴定 (316)(二) 生存指标 (317)(三) 细胞特性鉴定 (317)四、细胞培养在食品毒理学中应用 (318)第三节亚细胞组分制备及其检测方法 (319)一、基本技术 (319)二、微粒体的制备 (320)三、混合功能氧化酶系的测定方法 (321)四、线粒体的制备 (324)五、线粒体功能的测定 (325)第四节生物膜的制备与其性质的研究方法 (329)一、大鼠肝细胞膜的制备 (329)二、红细胞膜的制备 (329)三、脂质体的制备 (330)四、大鼠脑突触体膜的制备 (331)五、对生物膜的生物化学性质的研究方法 (331)六、对膜的生物物理性质研究方法 (332)第五节分子生物学技术在毒理学中的应用 (333)一、PCR技术 (333)二、细胞程序性死亡及其检测方法 (335)7三、毒理学中的mRNA定性与定量的测定方法 (337)四、转基因动物 (339)五、基因芯片技术 (342)第十三章食品安全性毒理学评价 (346)第一节毒理学安全性评价的概念和发展进程 (346)一、基本概念 (346)二、安全性评价程序的发展进程及意义 (346)第二节食品中危害成分的毒理学评价 (351)一、毒理学安全性评价程序的选用原则 (351)二、试验前的准备工作 (352)三、不同阶段安全性评价的毒理学项目 (353)四、食品安全性毒理学评价具体规定 (354)(一)初步工作 (354)(二)第一阶段:急性毒性试验 (354)(三)第二阶段:遗传毒性试验(蓄积毒性试验、致突变试验) (356)(四)第三阶段:亚慢性毒性试验 (358)(五)第四阶段:慢性毒性试验(包括致癌试验) (359)五、安全性评价中需注意的问题 (359)第三节食品安全性的风险评价 (360)第四节联合国机构对食品中农药和兽药的安全性评价概述 (361)第五节转基因食品的毒理学安全性评价 (364)一、GM食品的安全性问题 (364)二、GM食品安全性评价原则、方法和内容 (364)三、GM食品标识和名称问题 (366)第六节食品安全性毒理学评价举例 (366)一、稀土元素农用安全性毒理学研究 (366)二、DSA消泡剂的毒性试验研究 (371)附录一食品安全性毒理学评价程 (375)附录二食品毒理学实验室操作规范 (380)8。
LOGO 食品毒理学——绪论Contents1食品毒理学概述2食品毒理学的发展和展望3食品毒理学和食品安全性概述▪食品应具备的基本条件•卫生安全、无毒无害•含有人体所需要的营养素和有益成分•感官性状良好、可被人体接受概述▪外源化学物与内源化学物•外源化学物:在人类生活的外界环境中存在,可能与机体接触并进入机体,在体内呈现一定生物学作用的化学物质,也称“外源生物活性物质”•内源化学物:机体内源已存在的和代谢过程中所形成的产物或中间产物概述▪毒理学•研究各种化学性、物理性和生物性有害因素对生物体,特别是对人体产生的危害作用及机制的科学,通过对危害的研究评价提出对各种危害因素的管理措施,保障人民健康。
概述▪食品毒理学•借用基础医学的基本原理和方法,研究食品中外源化学物的性质、来源及对人体损害的作用机制,评价其安全性并确定这些物质的安全限量,以及提出预防管理措施的一门学科,从而达到确保人类健康的目的。
食品毒理学的学科任务▪外源化学物分布、形态、进入途径、代谢规律、影响条件▪研究安全限量、评定安全性、制定卫生标准▪急、慢性毒性;“三致”效应;致敏性;提出管理措施食品毒理学的研究内容▪有害物的来源、理化性质和结构▪毒性作用及机制▪开展毒理学安全性评价,包括新资源食品、保健食品、转基因食品、食品包装材料、食品添加剂、农药▪开展食品中外来化学物质、生物性污染、食品包装材料和食品添加剂、食品及加工过程中形成的有害物对人体健康的危险性评估食品毒理学的研究内容▪有害物的来源、理化性质和结构•外来化学物质:工业污染物、农药残留、兽药残留•生物性污染物:细菌、霉菌、寄生虫•天然有毒有害物质:动植物天然含有的毒素•食品包装材料和食品添加剂•食品生产和加工过程中形成的有害物质食品毒理学研究方法▪动物体内试验▪体外试验▪人体试验▪流行病学研究▪化学分析食品毒理学研究方法▪动物体内试验•食品毒理学研究的主要方法和手段•受试物经口给予动物•一般采用哺乳动物:大鼠、小鼠、豚鼠、家兔等•应用于急性毒性试验亚慢性慢性毒性试验致畸性繁殖毒性致癌性食品毒理学研究方法▪体外试验•游离器官:肝、肾、肺等•细胞及细胞器:V79细胞、CHO细胞•微生物:Ames试验▪人体试验•中毒事故的处理或治疗•不损害人体健康的受控实验食品毒理学研究方法▪流行病学研究•以人群为研究对象,接触条件真实•干扰因素多▪化学分析•确定成分和含量•结合人群摄入水平确定暴露水平▪风险评估和安全限量制定•动物试验结果外推到人•结合流行病学研究结果食品毒理学研究方法第二节食品毒理学的发展和展望食品毒理学的发展简史▪古代人类对毒物和毒性的认识•《淮南子·修务训》:“神农尝百草,一日而遇七十毒”•《周礼·天宫》称胆矾、丹砂、雄黄、兽石和磁石为“五毒”•孔子“五不食”:鱼馁而肉败,不食。
食品毒理学第一章绪论外源化学物是在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机体,在体内呈现一定的生物学作用的一些化学物质,又称为“外源生物活性物质”。
食品毒理学(food toxicology)研究食品中有毒有害物质的性质,来源及对人体损害作用的机制,评价其安全性并确定这些物质的安全限量以及提出预防管理措施的一门学科,从而达到确保人类的健康目的。
第二章食品毒理学基础一、基本术语1. 毒物及其分类1.1 概念毒物(toxicant) P10 :在一定条件下,当此有害物质进入机体后,积累达一定的量,能与身体内体液和组织发生生物化学作用或生物物理变化,扰乱或破坏机体的正常生理功能,引起暂时性或持久性的病理状态,甚至危机生命,这样的有害物质称为毒物。
毒物的特征:⏹①对机体不同水平的有害性,但具备有害性特征的物质并不是毒物,如单纯性粉尘。
⏹②经过毒理学研究之后确定的。
⏹③必须能够进入机体,与机体发生有害的相互作用。
2. 毒性及其分级2.1 概念毒性(toxicity)是指外源化学物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2.2 毒性分级全世界尚缺乏统一的毒性分级标准WHO 急性毒性分级标准 P11我国卫生部1994年《食品安全性毒理学评价标准》LD50(大鼠经口)极毒、剧毒、中毒、低毒、实际无毒和无毒3. 毒性作用及分类3.1 毒性作用(toxic effect)外源化学物对生物体的损害作用化学物质对机体所致的不良或有害的生物学改变(毒效应、不良效应、损伤作用或损害作用)3.2 毒性作用分类速发性毒作用(i m m e d i a t e e f f e c t)是指某些外源化学物在一次接触后的短时间内所引起的即刻毒性作用迟发性毒作用(d e l a y e d e f f e c t)是指在一次或多次接触某种外源化学物后,经一定时间间隔才出现的毒性作用局部毒性作用(l o c a l e f f e c t)是指某些外源化学物在机体接触部位直接造成的损害作用。
食品毒理学第一篇食品安全性评价原理基础—基础毒理学第一章基本概念第一节定义和术语◆毒物(toxicant):在一定条件下,较小剂量即能够对机体产生损害作用或使机体出现异常反应的外源性化学物。
◆毒性(toxicity):外源化学物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、改变遗传密码或引发癌症的能力等。
◆影响毒性的因素:毒性的选择性(选择毒性):机体间或者组织器官间的差异毒性。
原因:☺物种和细胞学的差异。
☺不同生物或组织器官对外源化学物或其毒性代谢物的蓄积能量不同。
☺不同生物或组织器官对外源化学物在体内生物转化过程的差异。
☺不同生物或组织器官对外源化学物所造成的修复能力存在差异。
◆靶器官:外源物质直接发挥毒性作用的器官。
成为靶器官的原因:血液供应特殊的酶或生化途径功能和解剖位置对损伤的易感性、修复能力具有特殊的摄入系统代谢毒物的能力和活化/解毒系统平衡毒物与特殊大分子结合◆生物学标志:外源性化学物进入组织或体液后,对该外源化学物或生物学后果的测定指标。
1、接触生物学标志:测定外源物质自身或代谢物质作为吸收剂量或靶剂量的指标。
2、效应生物学标志:机体中可测定出的生化、生理、行为或其他改变的指标3、易感性生物学指标:个体对外源性化学物的生物易感性指标,反应机体先天具有或后天获得的对接触外源性物质反应能力的指标。
第二节剂量、剂量-效应关系和剂量反应关系◆剂量-反应曲线直线型反应强度与剂量呈正比关系。
抛物线型反应强度与剂量呈非线性关系第三节毒性表示的常用指标◆致死剂量(lethal dose, LD)绝对致死量(absolute lethal dose,LD100):引起一群个体全部死亡的最低剂量。
半数致死量(median lethal dose,LD50):引起一群个体50%死亡所需的剂量最小致死量(minimum lethal dose,MLD):一群机体中仅引起个别死亡的最低剂量最大致死量(maximum lethal dose,MTD):一群机体中不引起死亡的最高剂量。
食品毒理学(food toxicology)研究食品中外源化学物的性质,来源与形成,它们的不良作用与可能的有益作用及其机制,并确定这些物质的安全限量和评定食品的安全性的科学。
食品毒理学的作用就是从毒理学的角度,研究食品中可能含有的外源化学物质对食用者的毒作用机理,检验和评价食品(包括食品添加剂)的安全性或安全范围,从而达到确保人类的健康目的。
第一章绪论第一节食品毒理学概述食品除了含有人体必需的营养物外,也可能含有身体非必需的甚至有害生物或化学物质,后者总称为外源化学物(xenobiotics) 。
外源化学物是在人类生活的外界环境中存在,可能与机体接触并进入机体,在体内呈现一定的生物学作用的一些化学物质,又称为"外源生物活性物质" 。
毒理学的一个基本原则和首要目的就是要对毒性进行定量。
1.学科内容食品毒理学的基本概念和食品外源化学物与机体相互作用的一般规律;食品外源化学物毒理学安全性评价程序和危险度评价的概念和内容;食品中各主要外源化学物(天然物、衍生物、污染物、添加剂)在机体的代谢过程和对机体毒性危害及其机理。
2.学科任务研究食品中学物的分布、形态、及其进入人体的途径与代谢规律,阐明影响中毒发生和发展的各种条件;研究化学物在食物中的安全限量,评定食品的安全性,制定相关卫生标准;研究食品中化学物的急性和慢性毒性,特别应阐明致突变、致畸、致癌和致敏等特殊毒性,提出早期诊断的方法及健康监护措施。
3.研究方法一是微观方法;另一大类方法是宏观方法,亦即研究人的整体以至于人的群体与毒物相互作用的关系,目前主要使用流行病学方法。
4.毒理学实验可采用整体动物、游离的动物脏器、组织、细胞进行。
根据采用的方法不同,可分为体内试验(in vivo test)和体外试验(in vitro test)。
毒理学还利用限定人体试验和流行病学调查直接研究外源化学物对人体和人群健康的影响。
1)体内试验也称为整体动物试验。