第1章绪论_1第1章绪论
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第一章绪论
一、食品毒理学的定义
(一)毒理学(toxicology)：
1．传统定义：是研究外源性化学物(xenobiotics)对生物体的损害作用(adverse effects)。现代意义：毒理学概念则更加广泛，其研究范畴包括了化学性、物理性及生物性因素，研究内容涉及上述各种因素对机体的损害作用、生物学机制(biolog-mechanisms)、危险度评估(risk aement)、风险管理(risk management)、安全性评价(safety evaluation)等方面。或者我们可以概括地说，2． 具体的研究内容包括：毒物的来源、化学特性、接触(摄入)途径、毒理学试验方法、毒物的体内过程，毒性特征及毒理机制等诸多方面，还包括化学物的安全性评价和风险评估与管理。
3．毒理学分支概况
(1)按研究对象划分：有工业毒理学、临床毒理学、法医毒理学、卫生毒理学、生态毒理学、环境毒理学、药物毒理学、动物毒理学、昆虫毒理学、食品毒理学、放射毒理学、金属毒理学、化学毒理学、化妆品毒理学、水毒理学、天然毒素毒理学(动物毒素、植物毒素、微生物毒素毒理学)、高分子化合物毒理学。
(2)按学科手段划分：有细胞毒理学、生化毒理学、分子毒理学、膜毒理学、免疫毒理学、遗传毒理学、行为毒理学、病理毒理学、实验毒理学等。
(3)按靶器官划分：有心脏、肝脏、肾脏、呼吸、消化、血液、皮肤、内分泌、生殖、神经毒理学。
(4)按管理方式划分：有管理(法规)毒理学、经济毒理学、安全评价毒理学等。
4外源性化学物(xenobiotics)：是指在人类生活环境中存在，可能与机体接触并进入体内产生危害的一切物质。
常见的外源性化学物包括：天然有毒有害物质、农用化学品、工业化学品、日用化学品、药物、食品添加剂、各种环境污染物、重金属元素、生物毒素等。
（二）食品毒理学(food toxicology)：
1．定义：是大毒理学的一个分支学科，是研究食品中的有毒有害化学物质的性质、来源及对人体的损害作用及作用机制，评价其安全性，并确定其安全限值，以及提出预防管理措施的一门学科。
2．起源与发展
3.食品毒理学的研究对象除食品中的有毒有害物质外，还应超前介入食品新资源、新产品、新型食品及新工艺的研究开发过程中，研究和解决新产品开发中的一些食品毒理学理论和实际问题。食品毒理学的最终目标
是通过安全性毒理学评价，制定安全限量，提出食品中有毒有害物质的预防及管理措施，保障食品安全。食品毒理学研究内容包括：食品中有毒有害物质的来源(包括外源性和内源性有毒有害物质)、化学成分、理化特性、在食品种的存在形式、摄人途径；人体对这些有毒有害物质的吸收、分布、代谢、转化及排泄过程(即毒物在体内过程)；这些有毒有害物质对人体的损害作用、毒性性质及大小、毒理机制及安全限量、管理和预防措施。对特殊毒性作用研究还包 1
括“三致作用”、免疫抑制、行为异常、遗传损害等方面。最终要做出评价结论和制定限量标准。
二、食品毒理学的研究方法
生物分子
细胞器
细胞
组织
器官
器官系统
个体
种群
群落
生态系统
(一)流行病学调查
(二)化学分析
食品中常见的有毒有害成分包括农药残留、兽药残留、化肥残留、食品添加剂残留、环境污染物残留、有害元素残留、生物毒素残留及其他常见食品危害物残留等。食品中的有毒有害成分化学分析主要采用的仪器有气相色谱(Gc)、高效液相色谱(HPLC)、气质联用(GC—MS)、液质联用(HPLC一MS)、串联质谱(MS—MS)、原子吸收分光光度计、电耦合等离子发光分光光度计(ICP)、可见或紫外可见分光光度计及其他一些常规化学分析仪器等。
(三)动物试验
动物试验是食品毒理学研究的主要方法和手段。
动物试验可分为体内试验(in vivo test)和体外试验法(in vitro tests)。
体内试验多采用整体动物进行。
体外试验多采用动物游离器官、细胞和微生物体进行试验。
体外试验多用于对受试物损害作用的初步筛检，作用机制及代谢转化过程的深入观察研究。体内试验，即整体水平试验可反映体内复杂过程对毒物的交互作用及综合影响，也就是说，可反映出在毒物体内代谢的真实情况，但由于复杂因素的影响难于分析其过程和机制。体内、体外试验各有优点和局限性，应根据具体研究目的综合运用。
(四)微生物试验系统
利用受试物的诱变作用和微生物的表型变化常作为致突变的一种检测方法：目前，主要用鼠伤寒沙门氏菌基因缺陷型的回复突变试验(salmonella typhimurium mutagenicitv，aay)，又称Ames氏试验。Ames试验是检测基因点突变中最为广泛应用的一种微生物系统试验方法，它快速、简便、敏感、检出率高，因而已成为毒理学致突变遗传学终点初筛检测的标准方法，并被各国列为安全性评价的试验内容之一。
(五)安全性评价及安全限量制定
我国的食品安全性毒理学评价是按照卫生部的规范程序组织和安排试验，并按照规范标准做出安全性评价结论。安全限量制定则是根据一系列毒理学试验结果先对受试物定性，决定取舍，再根据该受试物在实验动物上测得的最大无作用剂量(NOEL)，采取适当的安全系数外推到人，权衡使用该物质的利弊大小，结合被评价物在各类食物中的出现频度和综合暴露量以及食物系数确定该物质在某一食物中的安全限量。
(六)分子生物学的方法
①采用哺乳动物细胞和细菌测试系统，体内试验和体外试验相结合，并在方法学上不断改进；②揭示了突变机制，包括从DNA损伤、修复到致突变过程分析，明确了一些化学物的突变位点和突变类型，并用于环境潜在危害物的致癌作用预测；③通过对生殖细胞致突变的研究，用于化学物遗传毒性评价。
鉴于致突变与致癌的高度相关性，致突变的分子生物学检测技术使毒理学致癌检测水平大大提高。随着人类基因组计划的完成，大规模基因测序技术的进一步完善，DNA芯片技术的发展和实用化等分子生物学技术的进展，对于长期低剂量接触潜在危害物的安全性毒理学评价将会更加快速、灵敏、准确和实用。分子生物学技术和研究手段正在成为毒理学重要的研究方法之一。
三、食品毒理学与安全性评价的关系
四、食品毒理学的学科地位、作用及与其他学科的关系
随着学科发展的需要，食品毒理学必将成为食品科学与工程、食品卫生检验、食品质量与安全等专业的一门重要专业必修课，在食品科学与工程类专业人才培养中会日益显示出其重要性，并发挥重要作用。
食品毒理学是理论性和实践性均很强的一门学科，它与许多基础学科和食品工程类专业课程有着密切的关系。其中最为密切的有化学、生物学、医学、生物化学、生理学、微生物学、分子生物学、病理学、实验动物学、动物医学、免疫学、遗传学、农药学、植物保护、仪器分析、食品科学、环境科学、数理科学以及公共卫生学乃至经济学与管理学等。
五、食品毒理学的任务和研究内容
(一)学科任务
概括地讲，食品毒理学的任务就是研究食品中有毒有害物质的来源与性质，阐明这些有毒有害物质对人体损害作用的一般规律，评定此种损害作用的大小并做出安全性评价，制定这些有害物质在食品中的卫生限量标准。
(二)研究内容
(1)研究毒物的来源与性质
①外来化学物：主要指各种途径进入食品中的各种环境污染物。
②生物源性：包括细菌、霉菌及其毒素，昆虫、寄生虫及虫卵等。
③药物残留：主要包括农药、兽药在农产品及畜水产品中的残留。
④内源毒素：主要指食品本身含有的有毒有害物质。一些植物、动物、水产及菌类食物中都可能含有天然有毒物质。
⑤加工及变质产毒：主要指存放条件不当或超期存放变质产毒，以及一些不当或不良加工方式导致污染或产生有毒有害成分。如烧烤及烟熏产生苯并芘类物质，甜菜等慢火闷煮或适宜温度下存放产生亚硝酸盐，土豆存放不当发芽产生龙葵素等。
⑥人为因素：加工过程中人为加入的外源化合物，如各种添加剂、防腐剂等。也包括包装材料带来的毒理学安全性问题。
食品中外来化学物引起的危害除了表现急性毒性以外(意外因素较大量进入食品)，大多情况下属于低剂量长期摄人引起的慢性、蓄积性危害，这些较为隐蔽的、短期内难以觉察的慢性蓄积性危害所导致的后果可能更为严重，涉及面更大，往往可能产生“三致作用”，这正是食品中最为危险的一类危害物，是食品毒理学研究的重点内容。
(2)研究毒理学机制及开展安全性评价
①研究毒物的体内代谢过程、毒性作用(急性、亚慢性、慢性、蓄积性及特殊毒性)、毒性机理及毒性特征。
②对新资源食品、新型包装材料、新型食品添加剂等新产品，使用前进行安全性毒理学
评价。
③随着工业的发展、新化工产品的开发等可能带来工业三废的增加，食品遭受污染的可能性会增加，同时还可能会出现新的污染物种类。食品毒理学要研究这些新的污染因素、污染源、污染物种类与化学性质及其在食物链的迁移规律，评价对食品安全的影响。
④随农药、医药事业的发展，新型农药、兽药、饲料添加剂的研制与开发，需要研究新的残留物毒性、检测方法，在安全性评价基础上制定残留限量标准。
⑤研究食品在加工、包装、储运过程中的各种污染因素。如加工机械及加工方式对食品安全的影响，贮藏方式及所使用的保鲜剂对食品安全的影响，包装材料对食品安全的影响，运输环境及运输过程可能带来的污染及其对食品安全的影响，研究并提出切实可行的预防及管理措施。
⑥通过系统的毒理学试验、对受试物做出安全性评价，并结合实际情况和人群食物结构制定安全限量标准。
六、食品被污染的主要途径和预防措施
(一)食品被污染的主要途径
1．农药污染
鉴于此，高毒、高残留农药逐步被淘汰，一批高效、低毒、低残留农药相继问世。
2．工业三废污染
3．霉菌污染
霉菌广泛存在于自然界，约有4．5万余种，其孢子在空气中无处不在，一旦污染到食品上，便可生长、繁殖、产生毒素。目前，发现的产毒真菌大约有100余种，危害严重的有曲霉属、青霉属及镰刀菌属的一些霉菌。
霉菌对食品污染的危害，一是食品变质，二是产生毒素。一些霉菌毒素除具有一般毒性外，还有致癌作用。
4．兽药残留污染
在畜禽、水产养殖过程中，不可避免地要使用一些兽药以及为达到一些生产目的而使用各种动物保健品及促生长添加剂。有些兽药在使用以后不易排泄，残留量高，从而使其产品达不到安全标准，有些则是养殖户违反使用规定而造成不合格残留。
兽药残留造成的动物性产品的外贸受阻事件很多。如1990年我国出口日本的1万吨肉鸡，日方海关检出有抗球虫药物添加剂氯羟吡啶的残留超过0．01mg／kg，要求我方全部销毁，经济损失达1亿4千多万元。水产品中的一些药物残留问题也比较突出。
5．运输污染
6．加工污染
7．事故性污染
(二)预防食品污染的主要措施
(1)限制和禁止一些高残留农药和兽药在农产品及食品动物上使用，提倡使用高效、低毒、低残留药物。
(2)加强农畜产品收购检验，促进绿色食品生产。
(3)整治环境污染，减少食品污染环节。
(4)严格兽药及各种饲用添加剂的安全性评价和管理，严格执行宰前清除时间和应用限制等使用规范。
(5)加强责任心，杜绝食品在加工、包装、贮藏、运输等环节的人为污染。
