第八章食品加工过程中的安全与卫生

08:09:49第八章食品加工过程中的安全与卫生硝酸盐和亚硝酸盐污染的危害与控制反式脂肪酸的危害与控制丙烯酰胺的危害与控制部分加工食品的安全与卫生食品加工技术的安全与卫生包装材料对食品安全的影响08:09:49学习目的与要求掌握食品中亚硝基化合物、反式脂肪酸和丙烯酰胺的形成、危害及控制措施理解包装及材料对食品安全的影响了解食品加工技术的安全与卫生08:09:49第一节硝酸盐和亚硝酸盐污染的危害与控制一、食品中硝酸盐和亚硝酸盐来源•农田施用的大量氮肥•水体的污染，使饮水中也有相当量的硝酸盐和亚硝酸盐积累。•硝酸盐在微生物作用下可还原为亚硝酸盐•食品是人体中硝酸盐和亚硝酸盐的主要来源，一般情况下人体从食物中摄取的硝酸盐占总摄取量的70％～80％，其余由水中摄取08:09:49•亚硝酸盐在蔬菜中浓度一般较低，基本在1.0mg/kg左右•蔬菜保持在新鲜状态，放置一定时间后，亚硝酸盐的含量无显著变化；•蔬菜开始变质腐烂，其含量就会明显的增高，并且随腐烂程度的增加而迅速增高。•蔬菜在腌制过程中，亚硝酸盐含量也会增高，例如腌制过程中青菜的亚硝酸盐含量可达78mg／kg(腌肉制品的亚硝酸盐标准30mg／kg)08:09:49•个别地区的井水，含硝酸盐较多，一般称为“苦井”水。连续使用苦井水，经过不断浓缩，硝酸盐含量会严重超标•硝酸盐和亚硝酸盐除在食品原料的生产过程中进行积累之外，作为肉制品护色剂使用•我国食品卫生标准(GB2760)规定肉制品中硝酸盐的最大使用限量≤500mg／kg，亚硝酸盐≤150mg／kg。08:09:49二、食品中N—亚硝基化合物种类与形成•硝酸盐、亚硝酸盐对人体的重要危害途径之一是与其他物质形成N—亚硝基化合物，这类物质有很强的致癌性。N-亚硝基化合物•凡是具有=N-N=O这种基本结构的化合物统称为N-亚硝基化合物。08:09:491.N-亚硝基化合物分类；N-亚硝胺和N-亚硝酰胺R1N-亚硝胺NN=OR2N-亚硝酰胺R1NN=OR2CO08:09:492.理化性质（1）N-亚硝胺稳定不易水解，在中性和碱性环境中稳定，酸性和紫外光照射下可缓慢裂解。（2）亚硝酰胺：化学性质活泼，在酸碱下均不稳定08:09:493.来源A食品中亚硝胺的污染1）鱼、肉制品中的亚硝胺2）蔬菜水果中的二甲基亚硝胺3）啤酒中的二甲基亚硝胺B亚硝基化合物前体物在体内合成08:09:494.N-亚硝基化合物的毒性（1）急性毒性：较少报道。主要症状：头晕、乏力、肝脏肿大、腹水、黄疸及肝实质病变。（2）致癌作用多次长期摄入致癌；一次冲击量致癌多种靶器官产生肿瘤成年幼年动物均可致癌08:09:49•动物性食品如在腌制时已含有大量胺，粗盐中又含有较多亚硝酸盐，均可使腌制品中含有较多的亚硝基化合物。•曾检测到咸海鱼的二甲基亚硝胺含量高达10～100mg／kg08:09:49•在啤酒生产过程中，当烘烤大麦麦芽时，气态氮氧化物与大麦芽中的大麦碱作用，合成二甲基亚硝胺。•我国已制定出啤酒中二甲基亚硝胺含量的限量标准。08:09:49亚硝基化作用过程可被许多化合物和环境条件所抑制•如维生素C、维生素E、鞣酸及酚类化合物•蔗糖在pH=3下也有阻断作用。当其分子浓度两倍于亚硝酸盐时，阻断效果最佳。•在制作香肠的过程中，如果加亚硝酸盐的同时加入维生素C可防止香肠中出现二甲基亚硝胺。08:09:49•香肠中加维生素C对生产亚硝胺的影响维生素C加入量mg/kg亚硝酸盐加入量mg/kg二甲基亚硝胺含量加热2h加热4hmg/kg015001122550150007550015000408:09:49•我国卫生部1998年批准了《食品中N—亚硝胺限量卫生标准》(GB9667—1998)，规定在肉制品：•N—二甲基亚硝胺≤3ug／kg。•N—二乙基亚硝胺的含量≤5ug／kg。08:09:49三、硝酸盐和亚硝酸盐及其衍生物对人体的危害(一)正铁血红蛋白症人体内大量的亚硝酸盐与血液中血红蛋白结合，使正铁血红蛋白含量上升，从而造成机体组织缺氧。患者皮肤紫绀、疲乏，甚至死亡。(二)婴儿先天畸形亚硝酸盐能够透过胎盘进入胎儿体内，6个月以内的婴儿对硝酸盐类特别敏感，对胎儿有致畸作用。08:09:49(三)甲状腺肿•高硝酸盐摄入能减少人体对碘的消化吸收，从而导致甲状腺肿。(四)癌症•亚硝酸盐在胃肠道的酸性环境中也可以转化为亚硝胺，而这些亚硝基化合物均是致癌因子。08:09:49•硝酸盐和亚硝酸盐主要来自蔬菜，但蔬菜中同时又含有许多亚硝化的阻断剂和其他防癌成分(如维生素C、酚类物质等)08:09:49四、控制硝酸盐和亚硝酸盐类物质危害措施(1)采取合理使用氮肥等农业技术措施，控制矿物氮在土壤中积累，减少对地下水的污染。(2)制定食品中硝酸盐、亚硝酸盐使用量和残留量标准。(3)多食入维生素C和维生素E，以及新鲜水果等，以阻断体内亚硝基化合物的形成；同时，少食用腌制品。(4)注意口腔卫生，防止微生物的还原作用，减少唾液中亚硝酸盐含量。08:09:49(5)釆用正确合理的加工和烹调操作方法•蔬菜食用前经过沸水浸泡3min处理能有效降低硝酸盐含量，且效果好于清水浸泡10min或锅炒3min。•马铃薯放在浓度为1％的食盐水或维生素C溶液中浸泡一昼夜，马铃薯中硝酸盐的含量可减少90％；08:09:49(6)必要的监督管理•在荷兰、比利时、德国等国家，蔬菜必须持有合格证方可进入蔬菜商店。•合格证上记录着硝酸盐的准确含量，消费者通过使用一种试纸条快速测试方法可立即证实硝酸盐的含量。08:09:49思考题：一、单选题：1、为了减少亚硝胺的合成，尽量少食用咸鱼、烤肉等，必要时可立即补充。A.维生素EB.维生素CC.维生素AD.维生素D08:09:49二、问答题1、如何控制硝酸盐和亚硝酸盐类物质危害？08:09:49第二节反式脂肪酸的危害及控制•食品是蛋白质、碳水化合物、脂肪等多成分的混合物，在食品的加工过程中，除了发生所期望的色、香、味等变化外，还会发生一些不希望的变化，如油脂氢化过程中产生的反式脂肪酸。•本节简述反式脂肪酸的危害和控制。08:09:4908:09:49一、反式脂肪酸的化学•脂肪酸是油脂的构造单位，由碳、氢、氧构成，分子的骨架由碳原子串联而成。•碳原子间如果全部以单键(C—C)结合，称为饱和脂肪酸(saturatedfattyacid)，•如果有双键(C＝C)，就称为不饱和脂肪酸(unsaturatedfattyacid)08:09:49•不饱和脂肪酸可以依照双键的个数分为单不饱和脂肪酸(含有一个双键)和多不饱和脂肪酸(含有两个或以上的双键)。•以双键结合的不饱和脂肪酸的分子结构上可能会出现两种不同的几何异构体。•若双键上两个碳原子结合的两个氢原子分别在碳链的两侧则为反式(trans)脂肪酸。•若双键上两个碳原子结合的两个氢原子在碳链的同侧则是顺式(cis)脂肪酸。08:09:49•顺式脂肪酸与反式脂肪酸的结构如图所示。08:09:49•由于分子结构的不同，顺式脂肪酸和反式脂肪酸的物理性质也有所不同•例如顺式脂肪酸多为液态，熔点较低；反式脂肪酸多为固态或半固态，熔点较高。08:09:49美国食品药品管理局(FDA)给反式脂肪酸下的定义是：•化学结构包含一个或多个非共轭的双键的构型为反式脂肪酸。•定义中特别指明反式脂肪酸不包括含有共轭双键的脂肪酸。08:09:49二、食品中反式脂肪酸的来源(1)反刍动物(如牛、羊)的脂肪和乳与乳制品•饲料中的不饱和脂肪酸经反刍动物肠腔中的丁酸弧菌属菌群的酶促生物氢化作用，形成反式不饱和脂肪酸。这些脂肪酸能结合于机体组织或分泌人乳中。08:09:49•反刍动物体脂中反式脂肪酸的含量占总脂肪酸的4%～11%，牛奶、羊奶中的含量占总脂肪酸的3%～5%。•牛脂、牛奶中的反式脂肪酸以单烯键不饱和脂肪酸为主，双键位置在△6一△16之间，并以反式11—十八碳一烯酸(vaccenicacid，反C18：1△11)含量最多。08:09:49(2)食用油的氢化产品•为了防止食用油脂的酸败、延长保存期、减少在加热过程中产生的不适气味及味道，20世纪60年代初期兴起了油脂氢化加工的生产工艺，如人造黄油、豆油、色拉油、起酥油等。08:09:49•人造奶油、起酥油等制成的食品，如蛋糕、面包、曲奇饼等食品中的氢化油中含反式脂肪酸。•其中，人造奶油为7.1%～17.7%(最高为31.9%)，起酥油为10.3%(最高为38.4%)。08:09:49•雪糕以及西式快餐如炸鸡块和炸薯条08:09:49(3)经高温加热处理的植物油•植物油在精练脱臭工艺中，通常需要250℃以上高温和2h的加热时间。•由于高温及长、时间加热，有可能产生一定量的反式脂肪酸。08:09:49三、反式脂肪酸的危害(1)增加患心血管疾病的危险•通过测定不同脂肪酸异构体对猪血小板聚集和血栓素形成的影响实验结果提示：反式脂肪酸可能为机体提供了一个更有效的血栓形成环境，或更低效的抗血栓形成环境。08:09:49•多年的流行病学研究表明，饱和脂肪酸的摄入量对血浆胆固醇浓度有重要的直接影响，与冠心病的发生率呈明显正相关趋势。•国外有人研究反式脂肪酸对健康成年人脂蛋白的胆固醇水平作用后的结论表明：反式酸降低有益的高密度脂蛋白(HDL)。08:09:49(2)导致患糖尿病危险•反式脂肪酸升高人体内胰岛素水平，降低红细胞对胰岛素的反应，可导致患糖尿病危险。08:09:49(3)导致必需脂肪酸缺乏•反式脂肪酸能干扰必需脂肪酸的代谢，抑制必需脂肪酸的功能。•阻碍膳食中n—3脂肪酸向组织脂肪酸的转化，从而引起必需脂肪酸缺乏症。08:09:49(4)抑制婴幼儿生长发育•最近的人体研究证实，反式脂肪酸能经胎盘转运给胎儿。如果母亲大量摄入氢化植物油，反式脂肪酸可以通过乳汁进入婴幼儿体内，使他们被动摄入反式脂肪酸，对其生长发育产生不可低估的影响。08:09:49四、反式脂肪酸的检测(1)红外吸收光谱法•红外吸收光谱法是一种较早应用于反式脂肪酸含量检测的方法，特别是它能准确测定独立双键的数量。•在美国官方标准中，将油脂中的脂肪酸甲酯化，然后在900～1050cm-1波数范围内进行红外光谱分析，将得到的谱图与标准的脂肪酸甲酯进行对照。08:09:49(2)气相色谱法•用涂布高极性固定相的毛细管硅胶柱来分析脂肪酸的甲酯。这种色谱柱可以将交叠的反式脂肪酸与顺式脂肪酸分开，因为反式脂肪酸与顺式脂肪酸的分隔点很容易识别。•目前国内的科研机构及油脂加工企业使用较普遍的AOCS(美国油脂化学家学会)的标准方法。08:09:49五、减少食用油脂中反式脂肪酸的措施•由于反式脂肪酸会影响人体健康，各国均纷纷研究低含量(reduced)或零含量(zero)反式不饱和脂肪酸的制造技术。•目前，加拿大及欧洲的油脂制造公司已开发零含量反式脂肪酸的人造奶油，而美国油脂制造公司亦开发零含量反式脂肪酸的人造奶油上市，Crisco无反式脂肪酸的新产品即是一例08:09:49(1)严格控制油脂氢化反应条件•对现有的氢化技术进行改进，严格控制油脂部分氢化反应条件。诸如高压、低温、高氢浓度以及触媒特性，从而使反式脂肪酸含量在最低限度。据报道，采用低于100℃，氢气压力高于2MPa，加大催化剂的用量，可以极大地减少氢化过程中反式脂肪酸的生成量。•采用超临界流体氢化反应，其反应速度极快，并可制造零反式脂肪酸的食用加工油脂。08:09:49(2)设法减少氢化技术的应用•①将极度氢化油脂与非氢化油脂混合；•②将非氢化油脂与高饱和的油基进行酯交换反应；•③通过生物技术对油料种子进行基因改良，产生稳定性较高的油脂；08:09:49•④在油脂中加入增稠剂来调节油脂的塑性；•⑤提高抗氧化剂的活性；•⑥将稳定性较高的油脂与部分氢化油脂混合，在减少反式脂肪酸的同时又可以降低饱和脂肪酸的含量。08:09:49(3)改进油脂精炼技术•瑞典开发出新型软塔脱臭系统，油在填料塔中呈垂直方向流动，形成薄膜，从而实现与水蒸气高效率接触。•与传统塔盘式脱臭塔比较，在真空下压力损失变得极小，从而可在较低温度下(250℃)，使用