食品环境学__多环芳烃的危害
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多环芳烃及其衍生物对食品安全性的影响多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是指两个以上苯环以稠环形式相连的化合物,是目前环境中普遍存在的污染物质。
此类化合物对生物及人类的毒害主要是参与机体的代谢作用,具有致癌、致畸、致突变和生物难降解的特性。
多环芳烃按照芳环的连接方式可分为两类:第一类为稠环芳烃,即相邻的苯环至少有2 个共用碳原子的多环芳烃,其性质介于苯和烯烃之间,如萘、蒽、菲、丁省、苯并[a]芘等;第二类是苯环直接通过单键联合,或通过一个或几个碳原子连接的碳氢化合物,称为孤立多环芳烃,如联苯、1,2 - 二苯基乙烷等。
目前已知的PAHs约有200多种,它们广泛存在于人类生活的自然环境如大气、水体、土壤中。
据研究[1],我国主要城市的大气中BaP的含量较高,北京、天津、上海、太原、抚顺等城市工业区大气中BaP的含量分别高达11.45μg/1000m3、29.3μg/1000m、5.8μg/1000m3、36.7μg/1000m3、10.63μg/1000m3,我国主要河流中也都不同程度地受到PAHs的污染。
王平等[2]的研究表明,在黄河兰州段中,16种优先控制的PAHs均有检出,总PAHs浓度范围分别为:水中,2920~6680ngPL;表层沉积物中,960~2940ng/g(干重);悬浮物中,4145~29090ng/g(干重)。
杨敏等[3]测定了辽河干流15个沉积物样品中16种EPA优先控制PAHs的含量,结果表明:辽河沉积物中总PAHs含量介于2718~1479 ng/g,平均值为28515ng/g,其中蒽、菲、芴含量较高。
土壤中PAHs 的污染也不容忽视。
据研究,天津市土壤中的PAHs 含量为20 ~ 704 μg/kg[4];环渤海地区西部表层土中PAHs平均含量为(546±8.54)μg/kg[5];东莞市农业土壤中的PAHs 含量29 ~4079 μg/kg,平均含量413 μg/kg[6]。
食品中的多环芳烃伴随着工业化的脚步,食品安全越来越受到人们的关注。
而如今最新的研究发现,与食品接触时间最长、并且最能产生污染的物质就是多环芳烃,其中主要指苯并(a)芘,还有一种则是4-(1-氯乙基)-2-氨基蒽。
我们可以称这种化学物质为“食品中的致癌物”。
多环芳烃是什么呢?据科学家分析,这些化合物大多含有至少三个苯环的化合物。
这些物质多数都含有多种环状化合物,都属于高度致癌物质。
国际癌症研究机构已将其列入明确的人类致癌物名单之中。
经过调查研究,目前已知的天然多环芳烃主要有萘、蒽、菲、芘、蒽和(或)二苯并呋喃,由此也可见人们对食品安全问题的重视程度。
当前在饮食中常见的化学物质有:黄樟素,农药杀虫剂DDT,全氟辛酸(PFOS),三聚氰胺,吊白块等。
但这些物质大都属于低毒性物质,只要小心使用都不会对人体造成伤害,其次它们都具有挥发性,使用时也容易残留在食物表面。
而多环芳烃除了具有很强的挥发性外,还具有潜在的致癌性。
因此,近年来国内外的一些食品安全机构、消费者保护组织以及专家对多环芳烃对人体健康影响的各种试验进行了广泛的评估。
有些研究结果证明了其潜在的致癌性;有些却提出了反对意见,认为没有充足的证据证实这一点。
尽管存在争议,但人们对多环芳烃的担忧仍在继续。
例如,这几年来全球范围内已经有许多食物因摄入多环芳烃而导致癌症病发,并引起全世界的广泛关注。
有资料显示,目前在美国每年约有400万人死于与日常饮食相关的疾病,其中超过60万人死于癌症。
而更让人感到恐怖的是,目前对此类癌症病例的调查表明,许多人患上癌症竟是因为吃下了本身具有致癌作用的蔬菜和水果!所以,现在人们最关心的是哪些蔬菜、水果含有多环芳烃,从而减少患癌症的危险。
因为它有令人不快的异味,因此在烹调上需要特别注意。
同时,由于其毒性很大,也会对人体产生危害。
所以,预防多环芳烃,就必须控制烹调油的温度,油温应该在200摄氏度以下,不要超过220 ℃,或者采取隔油炸、微波炉加热的办法,达到最佳的烹调效果。
生活环境中的多环芳烃及其致癌性摘要:多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PAHs)是煤,石油,木材,烟草,有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物,是重要的环境和食品污染物。
迄今已发现有200多种PAHs,其中有相当部分具有致癌性,如苯并(a)芘,苯并(a)蒽等。
PAHs广泛分布于环境中,关键词:致癌 PAHs 污染苯并[α]芘前言:多环芳烃(PAHs)是指具有两个或两个以上苯环的一类有机化合物。
多环芳烃是分子中含有两个以上苯环的碳氢化合物,包括萘、蒽、菲、芘等 150余种化合物。
英文全称为polycyclic aromatic hydrocarbon,简称PAHs。
有些多环芳烃还含有氮、硫和环戊烷,常见的具有致癌作用的多环芳烃多为四到六环的稠环化合物。
国际癌研究中心(IARC)(1976年)列出的94种对实验动物致癌的化合物。
其中15种属于多环芳烃,由于苯并a芘是第一个被发现的环境化学致癌物,而且致癌性很强,故常以苯并(a)芘作为多环芳的代表,它占全部致癌性多环芳烃1%-20%。
可以在我们生活的每一个角落发现。
多环芳烃的来源可以简单的分为自然产生和人为活动产生,自然来源主要包括燃烧(森林大火和火山喷发)和生物合成(沉积物成岩过程、生物转化过程和焦油矿坑内气体),未开采的煤、石油中也含有大量的多环芳烃。
PAHs人为源来自于工业工艺过程、缺氧燃烧、垃圾焚烧和填埋、食品制作及直接的交通排放和同时伴随的轮胎磨损、路面磨损产生的沥青颗粒以及道路扬尘中,其数量随着工业生产的发展大大增加,占环境中多环芳烃总量的绝大部分;溢油事件也成为PAHs人为源的一部分。
在自然界中这类化合物存在着生物降解、水解、光作用裂解等消除方式,使得环境中的PAHs含量始终有一个动态的平衡,从而保持在一个较低的浓度水平上,但是近些年来,随着人类生产活动的加剧,破坏了其在环境中的动态平衡,使环境中的PAHs大量的增加。
多环芳烃————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:多环芳烃(PAHs)是环境常见的污染物之一,其来源于有机物热解和不完全燃烧, 在空气、水、土壤中广泛分布。
由于食品产地环境受到污染,致使P AHs在食品中存在, 同时加工方式不同, 也会影响食品中PAHs的含量。
长期食用含有PAHs的食物对健康将产生潜在威胁[2-5]。
不同国家和地区, 烹饪方法和饮食习惯不同,从食品中摄入的PAHs量也不相同。
不同食品中含有不同种类和浓度的多环芳烃,其主要来源有以下3方面: (1)自然界天然存在的,如植物、细菌、藻类的内源性合成,使得森林、土壤、海洋沉积物中存在多环芳烃类化合物; (2)环境污染造成的,现代工业生产和其它许多方面要使用和产生多环芳烃类化合物;这些物质难免会有一些排放到食品的生产环境如水源、土壤、空气、海洋中,从而对食品造成污染,这是目前食品中多环芳烃最主要的来源;(3)食品加工和包装过程中产生的,如食品的烤、炸、熏制和包装材料、印刷油墨中多环芳烃污染,这也是食品中多环芳烃的重要来源。
目前,各类食品已检测出20余种PAHs,其中以熏烤类食品污染最严重:如熏肉吉有屈、苯并[b]荧蒽、苯并[e]芘、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、1,2,5,6-二苯并蒽、茚[1,2,3-cd]并芘等PAHs。
王绪卿评价了14种熏烤肉中PAHs的污染水平,并在19 份腊昧肉中全部测出屈、苯并[e]芘、苯并[k]荧蒽,其中9 份样品苯并[a]芘量为0.34~27.56μg/kg。
另据报道,尼日利亚各种熏烤鱼中均含有PAHs。
比较了现代烤炉与传统烤炉熏烤物中13种PAHs含量,前PAHs<4.5μg/kg。
后者苯并[a]芘为0.2~4.1μg/kg(湿质量)。
食用植物油及其加热产物中均含有PAHs[6-7],而且加热后PAHs含量显著增加。
烤肉中多环芳烃的污染情况和健康风险评价谭顺中;程燕;阳文武;黎昌权;姜登军;伍蓉【摘要】通过HPLC法测定45批烤肉中15种PAHs的含量,分析烤肉中PAHs的组成特征和毒性分布情况,定量评价吃烧烤频率对于社会人群终生患癌的风险.结果表明:烤肉中15种PAHs组成特征和毒性分布情况表示,PAHs含量组成以二环、三环、四环芳烃为主(87%);而毒性分布方面,主要致癌的风险物质为重质PAHs,以五环PAHs毒性含量最高(81%);健康风险评价表明,社会人群终身患癌风险(ILCR)和摄入烧烤频率(EF)具有正比关系的函数关系(ILCR=3.07692×10-7 EF),大量频繁地摄入烤肉会带来一定的致癌风险,而低频率的摄入烧烤食品,比如一年内三到四次,烧烤食品带来的致癌风险可忽略不计.【期刊名称】《食品工业科技》【年(卷),期】2019(040)009【总页数】6页(P213-217,241)【关键词】烤肉;多环芳烃;含量特征;毒性分布;健康风险评价【作者】谭顺中;程燕;阳文武;黎昌权;姜登军;伍蓉【作者单位】重庆市万州食品药品检验所,重庆404000;重庆市万州食品药品检验所,重庆404000;重庆市万州食品药品检验所,重庆404000;重庆市万州食品药品检验所,重庆404000;重庆市万州食品药品检验所,重庆404000;重庆市万州食品药品检验所,重庆404000【正文语种】中文【中图分类】TS202多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类芳香族化合物及其衍生物,它们通过两个或两个以上苯环和稠环连接在一起,在环境、食品及生物体内普遍存在[1-2]。
一些不健康的食品加工方式,如油炸、烧烤等过程,是食品中PAHs产生的主要原因。
其中,烤肉是指把肉类食品直接在火上进行烹调,烧烤时,肉类食品与燃烧物直接接触,极高的燃烧温度使烤肉中的有机物受热分解,经过环化和聚合等过程生成多种PAHs,导致烤肉中 PAHs 的含量显著增加[3]。
多环芳烃(PAHs)毒作用机制研究进展多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons ,PAHs)是煤,石油,木材,烟草,有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物,是重要的环境和食品污染物。
迄今已发现有几百种PAHs,其中有相当部分具有致癌性,如苯并[α]芘、苯并[α]蒽等。
PAHs 广泛分布于环境中,可以在我们生活的每一个角落发现,任何有有机物加工、废弃、燃烧或使用的地方都有可能产生多环芳烃。
多环芳烃的致癌性已被人们研究了200多年,早在1775年,英国医生波特(Pott)就观察到烟囱清洁工常患阴囊皮肤癌,相信阴囊癌的高发病率与他们频繁接触烟灰(煤焦油)有关。
到了二十世纪,文献大量报道了石蜡精炼、鲸油加工和煤焦油工业工人高发皮肤癌的现象。
在1920s-1930s,科学家从煤焦油中分离出多种化合物。
通过生物效应实验,即动物致癌性试验确定了多环芳烃中的苯并[a]芘等具有致癌作用。
1950s以前,多环芳烃曾被认为最主要的致癌因素而受到广泛的注意和研究。
1950s以后各种不同类型的致癌物大量发现,扩大了人们的眼界,人们认识到多环芳烃只是众多类型致癌物的一类。
但是,这并没有因此降低了致癌性多环芳烃的重要性。
首先,它至今仍是数量上最多的一类致癌物,在总数己达1000多种的致癌物中,多环芳烃占了三分之一以上。
其次,它是分布最广的环境致癌物。
近年来的大量调查研究表明,空气、土壤、水体、植物等无不受到多环芳烃的污染。
其三,它也是与人类关系最密切的环境致癌物。
人类日常生活的某些活动以及某些嗜好常与多环芳烃的产生有密切关系,如吸烟这个嗜好就是产生多环芳烃的重要来源,并已证实是诱发人类肺癌的重要因素;再如油脂食物的煎、烘、熏等烹调过程也产生致癌性多环芳烃,并被认为是某些地区胃癌率增高的主要原因之一。
某些偏僻山区的当地居民有室内烤火的习惯,由煤和木材燃烧产生的多环芳烃就弥漫在室内,造成室内极高的多环芳烃浓度,由此造成当地居民中某些呼吸道癌症发病率的升高。
多环芳烃及其衍生物对食品安全性的影响
多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是指两个以上苯环以稠环形式相连的化合物,是目前环境中普遍存在的污染物质。
此类化合物对生物及人类的毒害主要是参与机体的代谢作用,具有致
癌、致畸、致突变和生物难降解的特性。
多环芳烃按
照芳环的连接方式可分为两类:第一类为稠环芳烃,
即相邻的苯环至少有2 个共用碳原子的多环芳烃,
其性质介于苯和烯烃之间,如萘、蒽、菲、丁省、
苯并[a]芘等;第二类是苯环直接通过单键联合,或
通过一个或几个碳原子连接的碳氢化合物,称为孤立多环芳烃,如联苯、1,2 - 二苯基乙烷等。
目前已知的PAHs约有200多种,它们广泛存在于人类生活的自然环境如大气、水体、土壤中。
据研究[1],我国主要城市的大气中BaP的含量较高,北京、天津、上海、太原、抚顺等城市工业区大气中BaP的含量分别高达
11.45μg/1000m3、29.3μg/1000m、5.8μg/1000m3、36.7μg/1000m3、10.63μg/1000m3,我国主要河流中也都不同程度地受到PAHs的污染。
王平等[2]的研究表明,在黄河兰州段中,16种优先控制的PAHs均有检出,总PAHs浓度范围分别为:水中,2920~6680ngPL;表层沉积物中,960~2940ng/g(干重);悬浮物中,4145~29090ng/g(干重)。
杨敏等[3]测定了辽河干流15个沉积物样品中16种EPA优先控制PAHs的含量,结果表明:辽河沉积物中总PAHs含量介于2718~1479 ng/g,平均值为28515ng/g,其中蒽、菲、芴含量较高。
土壤中PAHs 的污染也不容忽视。
据研究,天津市土壤中的PAHs 含量为20 ~ 704 μg/kg[4];环渤海地区西部表层土中PAHs平均含量为(546±8.54)μg/kg[5];东莞市农业土壤中的PAHs 含量29 ~4079 μg/kg,平均含量413 μg/kg[6]。
大多数PAH通过大气排放进入环境,在水和大气、水和沉积物、水和生物体之间分布和转化,并在水和沉积物中的生物体中蓄积,而这些存在于大气和土壤中的PAHs将有可能直接被种植在农田中的农作物吸收,而最终将被带入人体中,而使人们在毫不知情的情况下而摄入了PAHs。
影响人们的身体健康。
靠近高速公路生长的莴苣可检出高浓度的PAH,其污染水平与靠近高速公路的距离成反比。
大气污染的大叶蔬菜如菠菜,其PAH的水平可高出10倍。
焦炭厂附近生长的胡萝卜和豆子,检出荧蒽1.6~1.7 μg/kg 和芘1.0~1.1 μg/kg(德国)马铃薯是苯并[α]芘水平为0.2~400μ
g/kg(德国),其皮中含高浓度
的PAH。
这些受污染的土地上种植
初的农作物一部分被直接作为
粮食食用,而同时把PAHs带入
人体,另外大部分将作为食品工
业的原材料,生产出各种食品,
而这些产品最终也同样要被消
费者购买,食用,这样也把PAHs
带入体内。
PAHs在环境中的存在虽然是微量的,但其不断地生成、迁移、转化和降解,还可以通过呼吸道、皮肤、消化道进入人体,极大地威胁着人类的健康。
流行病学研究表明[7],PAHs 通过皮肤、呼吸道、消化道等均可被人体吸收,有诱发皮
肤癌、肺癌、直肠癌、膀胱癌等作用,而长期呼吸含PAHs 的空气,引用或食用含有PAHs 的水和食物,则会造成慢性中毒。
有调查表明[8]BaP浓度每增
0.1μg/100m3 时,肺癌死亡率上升5%。
我国云南省宣威县由于室内燃煤,空气中苯并芘(BaP)污染严重,成为肺癌高发区,有些乡肺癌死亡率高达100/10 万以上[9];许多山区居民经常拢火取暖,室内终日烟雾弥漫,造成较高的鼻咽癌发生[10]。
最近越来越多的研究表明[11],PAHs的真正危险在于它们暴露于太阳光中紫外光辐射时的光致毒效应。
科学家将PAHs的光致毒效应定义为紫外光的照射对多环芳烃毒性所具有的显著的影响。
有实验表明,同时暴露于PAHs和紫外照射下会加速具有损伤细胞组成能力的自由基形成,破坏细胞膜损伤DNA,从而引起人体细胞遗传信息发生突变。
一方面由于环境的污染使各种农作物和食品带上了PAHs,另一方面未受环境污染的食品由于不当的加工方式也有可能受到PHA的污染,比如食品在烘烤或熏制时直接受到污染;食品成分在高温烹调加工时发生热解或热聚反应所形成,这是食品中多环芳烃的主要来源;食品加工中受机油和食品包装材料等的污染,在柏油路上晒粮食使粮食受到污染;植物和微生物可合成微量的多环芳烃。
这些都会直接或间接的影响食品的安全性。
以下是一些生活中常见的烧烤、烟熏食品中PAHs的含量:
烧烤肉制品的污染肉类以木柴、木炭明火灸烤,含PAH的烟尘和肉中脂肪高温裂解是造成PAH污染的原因。
PAH污染的顺序:
烤羊肉串>烤牛肉>烤鸭皮>烤乳猪>烤鸭肉>烤鹅
肉肠是我国目前消费量最大有肉食品,烟熏是其加工过程中的一个环节,会造成污染。
PAH含量顺序:
大腊肠>蛋清肠>大肉肠>华夏肠>圆火腿
多数熏鱼检出苯并[α]芘为0.1~1.5 μg/kg。
检出范围从ND~18 μg/kg。
熏美洲鳗鱼检出苯并[α]芘高达60 μg/kg。
据报道,猪油和烧烤肉的油滴中,单个PAH水平范围在0.01~6.9 μg/kg(二苯并[α,h]蒽0.01μg/kg;荧蒽6.9μg/kg)。
30份来自意大利和法国的植物油分析,苯并[α]芘平均值为59μg/kg,最高值为140μg/kg。
PAHs 在大气中含量虽少,但由于其分布广泛、致癌性强的特点而对自然环境及人类健
康造成很大的危害。
随着人们重视程度的提高以及科学工作者的深入研究,各国已经开始制
定多环芳烃的含量排放标准,并提出了多种有效的防治措施,从而有助于人们更好的保护环
境,维护人类健康。
通过对烧、烤、腊制品的食用燃料与加工工艺进行改革,改变不合理的熏烤、煎炸条件,如熏烤时避免炭火与食品直接接触,可采用间接加热、电热、远红外线为热源等新方法加工食品,煎炸食品控制油温不超过200℃并尽量缩短受热时间。
平时少吃或不吃直接或高温熏烤、煎炸的食品,都将会进一步降低或避免食品中多环芳烃对人体的危害。
参考文献:
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