食品安全学第七章食品安全性毒理学评价_食品安全性毒理学评价

2020-02-27 其他范文下载本文

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第七章

食品安全性毒理学评价

目的与要求：

了解食品毒理学、食品毒物、LD50等概念；了解食品毒理学、食品安全性毒理学评价程序.学习重点：毒理学、食品安全性毒理学评价过程和各阶段的主要目的.前言

应用食品毒理学的方法对食品进行安全性评价, 为我们正确认识和安全使用食品添加剂(包括营养强化剂)、开发食品新资源和新资源食品及保健食品的开发提供了可靠的技术保证，为我们正确评价和控制食品容器和包装材料、辐照食品、食品及食品工具与设备用洗涤消毒剂、农药残留及兽药残留的安全性提供了可靠的操作方法。食品中有毒物质的毒理学数据主要从动物毒理学实验中获得.第一节食品毒理学原理

一、食品毒理学基本概念

1.食品毒理学（food toxicology）：应用毒理学方法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安全性的科学。毒理学定义是研究外源性化学物质对生物体的危害的科学。

一、食品毒理学基本概念

它是研究外源性化学物及物理和生物因素对生物有机体的有害作用及其作用机理，预测其对人体和生态环境的危害,对毒性作用进行定性和定量评价，包括毒性反应、严重程度、发生频率和毒性作用机制，为确定安全限值和采取防治措施提供科学依据的一门学科。

毒理学按照其研究目的及所研究的化学物质特性和用途可分为工业毒理学、军事毒理学、环境毒理学、药物毒理学、法医毒理学和放射毒理学等。

一、食品毒理学基本概念 2.毒物：

在一定条件下，较小剂量就能够对生物体产生损害作用或使生物体出现异常反应的外源化学物称为毒物。

食物中的毒物来源有：天然的或食品变质后产生的毒素、环境污染物、农兽药残留、生物毒素等，以及食品接触所造成的污染。

3.外源化学物（xenobiotics）：

是存在于外界环境中，而能被机体接触并进入体内的化学物；它不是人体的组成成分，也不是人体所需的营养物质。近来，确切的概念应称为“外来生物活性物质”。

一、食品毒理学基本概念 4.毒性：

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，或简称为损伤生物体的能力。也可简述为外源化学物在一定条件下损伤生物体的能力。

5.急性毒性:

指机体一次给予受试化合物，低毒化合物可在24小时内多次给予，经吸入途径和急性接触，通常连续接触4小时，最多连续接触不得超过24小时。在短期内发生的毒效应。

6.蓄积毒性：指低于一次中毒剂量的外源化学物，反复与机体接触一定时间后致使机体出现的中毒作用。一种外源化学物在体内蓄积作用的过程，表现为物质蓄积和功能蓄积两个方面。

7.亚慢性、慢性毒性

亚慢性毒性：指机体在相当于1/20左右生命期间，少量反复接触某种有害化学和生物因素所引起的损害作用。慢性毒性：指外源化学物质长时间少量反复作用于机体后所引起的损害作用。8.“三致”作用：指致突变、致畸、致癌作用。

二、毒性物质的分类：

（1)按其来源：分天然、合成和半合成三类；

（2）按其用途及分布范围：分工业、环境、食品有毒成分、农用、医用、军事、放射性、生物性和化妆品中分布的有害化学物；

(3)按其毒性强弱又可分为剧毒、高毒、中毒、低毒、微毒等。

三、剂量与作用关系剂量与作用关系示意图

三、剂量与作用关系

从量效曲线可以看出下列几个特定位点：最小有效浓度(minimum effective concentration)，即刚能引起效应的阈浓度。如果横坐标用剂量表示，将“浓度”改为“剂量”即可，下同。

半数有效量(median effective dose)是能引起50%阳性反应（质反应）或50%最大效应（量反应）的浓度或剂量,分别用半数有效浓度(EC 50)及半数有效剂量（ED50）表示。

如果效应指标为中毒或死亡则可改用半数中毒浓度（TC50）、半数中毒剂量（TD50）或半数致死浓度(LC50)、半数致死剂量（LD50）表示。

继续增加浓度或剂量而效应量不再继续上升时，这在量反应中称为最大效能(maximum efficacy)，反映药物的内在活性。在质反应中阳性反应率达100%，再增加药量也不过如此。

如果反应指标是死亡则此时的剂量称为最小致死量(minimum lethal dose)。

2.安全限值

(1)每日容许摄入量(ADI)，(标准人为60kg)。

(2)可耐受摄入量(TI)是由IPCS(国际化学品安全规划署)提出的，是指没有可估计的有害健康的危险性对一种物质终生摄入的容许量。

(3)参考剂量(RfD)和参考浓度(RfC)，是指一种日平均剂量和估计值。

(4)最高容许浓度(MAC): 系指某一外源化学物可以在环境中存在而不致对人体造成任何损害作用的浓度。

3.主要毒性安全性指标:国际上常用ADI、LD50 ,其中，ADI值（Acceptable Daily Intake）也就是每天每千克体重允许摄入的毫克数。

ADI值是根据对小动物（大鼠、小鼠等）近乎一生的长期毒性试验中所求得的最大无作用量（MNL）,取其1/100-1/500作为ADI值。各国依据ADI值制定出允许在食品中的最大添加量，就食品安全性方面来看，应该说是有保证的。

注：食品添加剂在食品中的最大使用量一般是依据JECFA推荐的“丹麦预算法(DBM)”来推算的,这种方法目前已被世界各国公认和采用,即:

食品添加剂的最大使用量=40×ADI 4．安全系数(safety factor，SF):

是根据所得的最大无有害作用剂量(NOEL)提出安全限值时，为解决由动物实验资料外推至人的不确定因素及人群毒性资料本身所包含的不确定因素而设置的转换系数。安全系数一般采用100，据认为安全系数100是为物种间差异(10)和个体间差异(10)两个安全系数的乘积。5.毒性级别

第二节食品安全性毒理学评价程序 * 适用范围

1、用于食品生产、加工和保藏的化学和生物物质，如食品添加剂，食品加工用微生物等。

2、食品生产、加工、运输、销售和保藏等过程中产生和污染的有害物质，如农药残留、重金属、生物毒素、包装材料溶出物、放射性物质和洗涤消毒剂(用于食品容器和食品用工具)等。

3、新食物资源及其成份。

4、食品中其他有害物质。*毒理学评价程序

*本程序包括四个阶段，即第一阶段急性毒性试验，第二阶段蓄积毒性和致突变试验，三阶段亚慢性毒性(包括繁殖、致畸)试验和代谢试验，第四阶段慢性毒性(包括致癌)试验。

凡属我国创制的新化学物质，一般要求进行四个阶段的试验。特别是对其中化学结构提示有慢性毒性或致癌作用可能者，产量大、使用面积广、摄入机会多者，必需进行全部四个阶段的试验。同时，在进行急性毒性、90天喂养试验和慢性毒性(包括致癌)试验时，要求用两种动物。

凡属与已知物质(指经过安全性评价并允许使用者)的化学结构基本相同的衍生物，则可根据第一、二、三阶段试验的结果，由有关专家进行评议，决定是否需要进行第四阶段试验。

凡属我国仿制的而又具有一定毒性的化学物质，如多数国家已允许使用于食品，并有安全性证据，或世界卫生组织已公布ADI者，同时生产单位又能证明我国产品的理化性质、纯度和杂质成份及含量均与国外产品一致，则可以先进行第一、二阶段试验。如试验结果与国外相同产品一致，一般不再继续进行试验，可进行评价。如评价结果允许用于食品，则制定日许量。凡在产品质量或试验结果方面与国外资料或产品不一致，则应进行第三阶段试验。第二节食品安全性毒理学评价程序 *评价之前准备工作: 1.代表性:对可能进入食品的生物、化学或物理因素进行定性和定量分析,受试物必须能代表人体进食的样品。2.摄入量:需要估计人体的可能摄入量.（量小无影响者，无作用水平高，允许使用）然后评价受试物对人体的可能危害.第二节食品安全性毒理学评价程序

一、第一阶段：急性毒性试验：

它是一次性投较大剂量后观察动物的变化，观察期大约为１周，从而判定动物的致死量（ＬＤ）和半致死量（ＬＤ５０）。半致死量是指实验动物死亡一半的投药量。如果投药量大于5000mg/kg，无死亡，可认为该品毒性较低，无需做致死量精确测定。

只做下阶段实验的参考，不能做安全评价的最终依据。第一阶段

一、第一阶段：急性毒性试验： *

（一）目的：

1、了解受试物的毒性强度和性质；

2、为蓄积性和亚慢性试验的剂量选择提供依据。

（二）试验项目：

1．用霍恩氏机率单位法或寇氏法，测定经口的两种性别的小鼠或大鼠的LD50。第一阶段

一、第一阶段：急性毒性试验： 

（三）结果判定：

1．如LD50或七天喂养试验的最小有作用剂量小于人的可能摄入量的10倍者，则放弃，不再继续试验。

2．如大于10倍者，可进入下一阶段试验。为慎重起见，凡LD50在10倍左右时，应进行重复试验，或用另一种方法进行验证。

第二节食品安全性毒理学评价程序

二、第二阶段：遗传毒性试验（蓄积毒性和致突变试验）30 天喂养试验，传统致畸试验

遗传毒性试验的组合应该考虑原核细胞与真核细胞、体内试验与体外试验相结合的原则。从Ames 试验或V79/HGPRT 基因突变试验、骨髓细胞微核试验或哺乳动物骨髓细胞染色体畸变试验、TK 基因突变试验或小鼠精子畸形分析（或睾丸染色体畸变分析试验）中分别各选一项。[TK基因突变试验的检测终点是胸苷激酶（thymidine kinase，TK）基因的突变。] 第二阶段：

（一）蓄积毒性试验(凡急性毒性试验LD50大于10 g/Kg体重者，则可不进行蓄积毒性试验)： 1.目的：了解受试物在体内的蓄积情况。2.试验项目：

1）蓄积系数法。用两种性别的大鼠或小鼠，各20只。

2）二十天试验法。用两种性别的大鼠或小鼠，每个剂量组雌雄各10只。以上两种方法任选一种。第二阶段： 3.结果判定：

1）蓄积系数(K)小于3，为强蓄积性；蓄积系数大于或等于3，为弱蓄积性。

2）如1/20 LD50组有死亡，且有剂量——反应关系，则为强蓄积性；如1/20LD50组无死亡，则为弱蓄积性。强蓄积性者放弃。第二阶段：



（二）致突变试验：

1.目的：对受试物是否具有致癌作用的可能性进行筛选。

试验项目分为以下四类：

1）细菌致突变试验：Ames试验或大肠杆菌试验。

2）微核试验和骨髓细胞染色体畸变分析试验中任选一项。

3）显性致死试验：睾丸生殖细胞染色体畸变分析试验和精子畸形试验中任选一项。4）DNA修复合成试验。

根据受试物的化学结构、理化性质以及对遗传物质作用终点的不同，并兼顾体外的体内试验以及体细胞和生殖细胞的原则，在以上四类中选择三项试验。

第二阶段：



2.结果判定：

1）如三项试验均为阳性，则无论蓄积毒性如何，均表示受试物很可能具有致癌作用，一般应予以放弃。

2）如其中两项试验为阳性，而又有强蓄积性，则一般应予以放弃；如为弱蓄积性，则由有关专家进行评议，根据受试物的重要性和可能摄入量等，综合权衡利弊再作出决定。第二阶段：



3）如其中一项试验为阳性，则再选择二项其他致突变试验(包括枯草杆菌试验、体外培养淋巴细胞染色体畸变分析、果蝇隐性致死试验、DNA合成抑制试验和姐妹染色单体互换试验等)。如此两项均为阳性，则无论蓄积毒性如何，均应予以放弃；如有一项为阳性，而为弱蓄积性，则可进入第三阶段试验。

4）如三项试验均为阴性，则无论蓄积毒性如何，均可进入第三阶段试验。

第二节食品安全性毒理学评价程序 

三、第三阶段：亚慢性毒性实验：

实验期在３个月左右，检验该品的毒性对机体的重要器官或生理功能的影响包括繁殖和致畸实验

第三阶段包括亚慢性毒性和代谢试验

第三阶段：



（一）亚慢性毒性试验 1.目的：

1）观察受试物以下同剂量水平较长期喂养对动物的毒性作用性质和靶器官，并确定最大无作用剂量。2）了解受试物对动物繁殖及对子代的致畸作用。3）为慢性毒性和致癌试验的剂量选择提供依据。4）为评价受试物能否应用于食品提供依据。第三阶段： 2.试验项目：

1）90天喂养试验。

2）喂养繁殖试验。

3）喂养致畸试验。

4）传统致畸试验。

前三项试验可用同一批动物(一般用两种性别的大鼠。传统致畸试验用两种性别的大鼠和/或小鼠)进行。关于喂养致畸和传统致畸试验的选择，可根据受试物的性质而定。任何一种致畸试验的结果已能作出明确评价时，不要求作另一种致畸试验。但在结果不足以作出评价时，或有关专家共同评议后认为需要时，再进行另一种致畸试验。第三阶段： 3.结果判定：

如以上试验中任何一项的最敏感指标的最大无作用剂量(以mg/Kg体重计)： 1）小于或等于人的可能摄入量的100倍者，表示毒性较强，应予以放弃。2）大于100倍而小于300倍者，可进行慢性毒性试验。

3）大于或等于300倍者，则不必进行慢性试验，可进行评价。

（二）代谢试验 1.目的：

1）了解在体内的吸收、分布和排泄速度以及蓄积性。2）寻找可能的靶器官。

3）为选择慢性毒性试验的合适动物种系提供依据。4）了解有无毒性代谢产物的形成。2.试验项目：

对于世界卫生组织等国际机构已认可或两个及两个以上经济发达国家已允许使用的以及代谢试验资料比较齐全的物质，暂不要求进行代谢试验。对于属于人体正常成份的物质可不进行代谢试验。第三阶段：

2.试验项目：对于我国创制的化学物质或是与已知物质化学结构基本相同的衍生物，至少应进行以下几项试验： 1）胃肠道吸收。

2）测定血浓度，计算生物半减期和其他动力学指标。3）主要器官和组织中的分布。

4）排泄(尿、粪、胆汁)。有条件时可进一步进行代谢产物的分离和鉴定。

第二节食品安全性毒理学评价程序

四、第四阶段：慢性毒性(包括致癌)实验：

考查少量该品长期对机体的影响，确定最大无作用量（MNL），一般以寿命较短敏感的动物的一生为一个试验阶段，如用大白鼠试验２年小白鼠试验1.5年。