【正文】 4GluP2C10H8N4367PheP1C11H10N2264圖74 常見雜環(huán)胺的化學結構TrpP1：2氨基1，4二甲基9H吡啶并[4，3b]吲哚；TrpP2：2氨基1甲基9H吡啶并[4，3b]吲哚；GluP1：2氨基6甲基9H吡啶并[1，2a∶3′，2′d]咪唑； GluP2：2氨基二吡啶并[1，2a∶3′，2′d]咪唑；AaC：2氨基9H吡啶并吲哚； MeAaC：2氨基3甲基9H吡啶并吲哚；IQ：2氨基3甲基9H咪唑并[4，5f]喹啉；MeIQ：2氨基3，4二甲基咪唑并[4，5f]喹啉；MeIQx：2氨基3，8二甲基咪唑并[4，5f]喹喔啉；4，8DiMeIQx：2氨基3，4，8三甲基咪唑并[4，5f]喹喔啉；IQx：2氨基3甲基咪唑并[4，5f]喹啉；PhIP：2氨基1甲基6苯基咪唑并[4，5b]吡啶早期的Ames檢測發(fā)現，幾乎所有經過高溫烹調的肉類食品都有致突變性，而不含蛋白質與氨基酸的食品致突變性很低。在由肌酸（或肌酐）、氨基酸和糖組成的模擬系統(tǒng)中顯示，肌酸或肌酐是雜環(huán)胺的限速前提物，肌酐是雜環(huán)胺中造成致突變性所必需基團α氨基3甲基咪唑基的來源。通過同位素標記試驗表明，肌肉組織中的氨基酸和肌酸或肌酐是形成雜環(huán)胺的重要前提物質。糖與氨基發(fā)生的美拉德（Millard）反應也可能起重要作用，但沒有糖存在也可以形成雜環(huán)胺，提示可能是催化作用。目前認為肌酸、肌酐、游離氨基酸和糖等是形成雜環(huán)胺的前提物，它們在高溫條件下可以形成雜環(huán)胺。試驗表明，除了食品中前提物含量外，反應溫度和時間是雜環(huán)胺形成的最關鍵因素，肉中的水分抑制雜環(huán)胺的形成。肉類在油煎之前添加氨基酸，其雜環(huán)胺產量比不加氨基酸的高許多倍，而許多高蛋白低肌酸的食品，如動物內臟、牛奶、奶酪和豆制品等產生的雜環(huán)胺遠低于含有肌肉的食品。煎、炸、烘、烤食品的烹調溫度高且食品表面脫水，因而比相應的水煮食品產生的雜環(huán)胺多。烹調時間的影響不及溫度明顯，實驗顯示，在200℃的油炸溫度下，雜環(huán)胺主要在前5min形成，在5～10min形成速度減慢，延長烹調時間雜環(huán)胺含量不再增加，其原因是肉中水溶性前體物已經隨水分遷移到鍋底所致。因此將鍋底殘留物作為勾芡湯汁食用，雜環(huán)胺的攝入量將成倍增加。有關中國食品中雜環(huán)胺的研究較少，一些西方國家食品中雜環(huán)胺含量見表73。 表73 一些西方國家食品中雜環(huán)胺含量 （ngg 1 ） 種類IQ4MeIQ8MeIQx4，8DiMeIQxTrpP1TrpP2AaCMeAaCPhIP烤牛肉27炸牛肉烤羊肉烤雞肉烤豬肉烤魚69炸魚除了肉類食品外，葡萄酒和啤酒含有雜環(huán)胺，香煙中也存在各種雜環(huán)胺。所有的雜環(huán)胺都是前致突變物，須經過體內代謝活化后才有致癌、致突變性。隨膳食進入機體的雜環(huán)胺可很快被胃腸道吸收，通過血液分布于全身大部分組織。肝臟是雜環(huán)胺的主要代謝器官，腸、肺和腎臟也有一定的代謝能力。 動物試驗表明，雜環(huán)胺的毒性主要表現為致癌性、致突變性和心肌毒性。雜環(huán)胺可在體外和動物體內與DNA形成加合物，這是其致癌、致突變性的基礎。Ames試驗表明，雜環(huán)胺在S9代謝活化系統(tǒng)中具有強致突變性。在哺乳動物體外細胞致突變試驗中，發(fā)現雜環(huán)胺在S9代謝活化后能引起哺乳動物細胞DNA的損傷，包括基因突變、染色體畸變、姊妹染色體交換、DNA斷裂、DNA修復合成及癌基因活化等。所測雜環(huán)胺對嚙齒動物均有致癌性（所試劑量超過食品中實際含量的10萬倍）。除了PhIP外，雜環(huán)胺致癌的靶器官主要是肝臟，但大多數雜環(huán)胺還可以誘發(fā)其他多種部位的腫瘤。IQ對靈長類動物具有致癌性的事實提示，雜環(huán)胺也可能對人類致癌。給大鼠經口攝入IQ和PhIP兩周后，電鏡下觀察發(fā)現，大多數出現心肌組織灶性壞死、伴慢性炎癥、肌原纖維融化和排列不齊以及T小管擴張等病變。目前雜環(huán)胺對人的致癌性研究，還主要通過動物試驗進行推論，缺乏直接資料。盡管食品中雜環(huán)胺含量極低，但前提物普遍存在于雞、魚、肉等食品中，簡單加熱即可形成雜環(huán)胺。而且這類食品除在烹調過程中形成雜環(huán)胺外，還可能產生諸如亞硝基化合物、多環(huán)芳烴等其他可能的致癌物質，這些致癌物共同作用就有可能導致人類的腫瘤。因此日常膳食中應盡量避免過高溫度烹調雞、魚、肉等食品。食品中雜環(huán)胺的鑒定主要依靠質譜和核磁共振法。隨著大多數雜環(huán)胺的結構被確定，雜環(huán)胺標準物和穩(wěn)定同位素標記的類似物質也被制備出來，許多實用的定量分析方法相繼建立。如Yamaizuml和Turesky等的液相色譜質譜方法；Mljrray等的氣相色譜質譜方法及Gross等的固相萃取HPLC方法。這些方法的特點是特異性強、靈敏度高，但需要復雜而昂貴的儀器，一般實驗室難以進行。此外，Vanderlaan等建立了測定MeIQX和PhIP的單克隆抗體免疫測定法，使樣品純化方法大為簡化，但這些特異性抗體尚未商品化。在這些測定方法中，比較實用的是固相萃取HPLC方法。該方法一次進樣可以同時分析10種雜環(huán)胺。g1，熒光檢測器＜g1。由于食品種類多，成分復雜，雜環(huán)胺的含量又很低（ngg1），因此食品樣品的制備和純化是分析檢測的最關鍵步驟。食品中雜環(huán)胺的檢測目前還沒有國標方法。下面以固相萃取HPLC法測定牛肉中雜環(huán)胺含量的實驗方法簡述如下。（1）取樣 ，用NaOH的甲醇溶液（1mol L1）+，離心，取上清液上LiChrolutEN的固相萃取柱（ mol L1NaOH3ml預平衡。）（2）洗脫 包括以下步驟。①用甲醇∶NaOH（55∶45，體積比）3ml溶液洗脫，除去親水性雜質。②。③用乙醇∶己烷（20∶80，體積比），除去疏水性雜質。④用甲醇∶NaOH（55∶45，體積比）3ml溶液洗脫。⑤。⑥最后用乙醇∶二氯甲烷（10∶90，體積比）。（3）濃縮 洗脫液用N2濃縮至近干，用三乙胺（磷酸調節(jié)pH值為3）∶乙腈（50∶50，體積比）100μL 定容。色譜柱：反相苯基柱（orbax SBPheny 15μm，46250mm）或反相C18柱（LiChrospher RP18e 5μm，4125mm）；流動相：L1三乙胺（磷酸調節(jié)pH值為3）∶乙腈，梯度洗脫，在30min內梯度由95∶5到65∶35（若為C18柱，在20min內梯度由95∶5到70∶30）；檢測器：采用HPLC二極管陣列檢測器檢測。掃描波長為220～400nm，檢測波長為265nm，檢測溫度為室溫。本方法以肉提取液為基質，變異系數為3%～5%，極性雜環(huán)胺IQ、MeIQ 、MeIQx、IQx、4，8DiMeIQx的回收率為62%～95%，檢出限為3ngg1；非極性雜環(huán)胺PhIP、MeAaC的回收率為79%，檢出限為9ngg1。二惡英（Dioxin）是一種無色無味的脂溶性物質，它并不是一種單一性物質，而是結構和性質相似的眾多同類物或并構體有機化合物的簡稱。因其化學物質獨立，毒性極強，而成為食品安全中化學污染重要的危害因素。、性質與污染途徑二惡英是由2個或1個氧原子聯接2個被氯取代的苯環(huán)組成的三環(huán)芳香族有機化合物，包括多氯二苯并二惡英（Polychlorinated dibenzopdioxins， 簡稱PCDDs）和多氯二苯并呋喃（Polychlorinated dibenzopfurans， 簡稱PCDFs），共有210種同類物，統(tǒng)稱為二惡英類。二惡英類的分子結構如圖75所示，每個苯環(huán)上可以取代1~4個氯原子，存在眾多的異構體，其中PCDDs有75種異構體/同類物，PCDFs有135種異構體 （見表74）。其中有17種（）被認為對人類和生物危害最為嚴重，其中毒性最強，具有“世紀之毒”之稱的是TCDD（見圖7－6）。圖7－5 二惡英類的分子結構表7－4 PCDDs和PCDFs的異構體數取代氯原子數PCDDs異構體數PCDFs異構體數1242101631428422385142861016724811圖76 2，3，7，8四氯二苯對二氧化物（TCDD）的分子結構二惡英是一類非常穩(wěn)定的親脂性固體化合物，其熔點較高，分解溫度大于700℃，極難溶于水，可溶于大部分有機溶劑（參見表75），所以二惡英類容易在生物體內積累。自然界的微生物降解、水解和光解作用對二惡英類的分子結構影響較小，難以自然降解。表75 二惡英類的理化性質項 目2，3，7，8四氯二噁英（2，3，7，8TCDD）八氯二噁英（O8CDD）1. 分子量3224562. 熔點（℃）3051303. 分解溫度（℃）7007004. 溶解度對二氯苯（ppm）14001830氯代苯（ppm）7201730苯（ppm）570—氯仿（ppm）370560辛醇（ppm）48—甲醇（ppm）10—丙酮（ppm）110380水（ppt）—5. 化學穩(wěn)定性普通酸穩(wěn)定穩(wěn)定堿穩(wěn)定有條件分解氧化劑強氧化劑分解穩(wěn)定二惡英基本上不會天然生成，也沒有人為的工業(yè)生產活動。除了科學工作者以科研為目的而進行少量合成之外，環(huán)境中的二惡英來源大致有以下幾種：。調查表明，城市固體廢物以及含氯的有機化合物如多氯聯苯、五氯酚、PVC等焚燒時排出的煙塵中含有PCDDs和PCDFs。例如，PCBs廣泛使用于變壓器、電容器和油墨中，這類物品的燃燒，特別是油墨和含油墨的物品混入生活垃圾進入焚燒廠，它們在不完全燃燒的條件下，將會產生PCDFs。五氯酚是一種木材防腐劑，經防腐處理的木材及其木屑、下腳料等，在加熱制成合成板或焚燒時，也會產生PCDDs和PCDFs。聚氯乙烯（PVC）被廣泛用于電纜線外覆及家用水管等，遇火燃燒亦會產生PCDDs和PCDFs。也有不少科學研究人員認為任何燃燒過程都可能或多或少地產生二惡英。 廢物焚燒過程中，二惡英產生機制目前尚不完全清楚，一般認為，其形成途徑有以下三種。（1） 從頭合成碳、氫、氧和氯等元素通過基元反應生成PCDDs/PCDFs，稱為二惡英的“從頭合成（De Novo Synthesis）”。從頭合成發(fā)生在燃燒等離子區(qū)或燃燒后的煙羽中，如果煙道氣中含有HCl（或Cl）、O2和H2O等物質，那么在300~400℃溫度下就會在含碳飛灰的表面合成二惡英，飛灰中的金屬及其氧化物或硅酸鹽是“從頭合成”過程的催化劑（圖77）。 圖77 二惡英類的從頭合成過程示意圖（2） 在燃燒過程中由含氯前體物通過有機化學反應生成二惡英前體物包括聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚等，在燃燒中前體物分子通過重排、自由基縮合、脫氯或其他分子反應等過程生成PCDD和PCDF[10]，生成溫度為300~700℃。 （3） 固體廢物本身可能含有痕量的二惡英類由于二惡英具有一定的熱穩(wěn)定性，所以當固體廢物燃燒時，如果沒有達到分解破壞二惡英分子的溫度等條件，這些二惡英就會被釋放出來。對于燃燒溫度較低的焚燒爐，這種情況是可能發(fā)生的。 上述三個途徑在固體廢物焚燒爐的二惡英形成中都可能起作用，各種途徑的重要性則取決于具體的爐型、工作狀態(tài)和燃燒條件。由于各焚燒爐的處理量差別很大，而且其工藝設計和操作條件各異，所以幾乎每個焚燒爐的二惡英排放都會有所不同，即使同一制造商的同一爐型，也會因運行時間、操作狀態(tài)和維護情況等條件的差別而有不同水平的二惡英類排放，而且差別會相當大。另外，還存在其他一些二惡英類排放源，如燃煤電站、金屬冶煉、抽煙以及含鉛汽油的使用等，是環(huán)境二惡英類的次要來源。其生成條件為溫度大于145℃，有鄰鹵酚類物質，堿性環(huán)境或有游離氯存在。苯氧乙酸類除草劑、五氯酚木材防腐劑等的生產過程常伴有二惡英類產生。目前，大多數發(fā)達國家已經開始削減此類化學品的生成和使用，如美國已經全面禁止2，4，5三氯苯氧乙酸的使用和限制木材防腐劑及六氯苯的生成和使用，以減少二惡英類的環(huán)境污染。 。以上三種過程均可導致環(huán)境二惡英類污染，但其貢獻大小不同。從日本1990年的調查結果來看，垃圾焚燒排放的二惡英類為3100~7400g/a，占總排放量（3940~8450g/a）的80~90%，可見，就目前而言，垃圾焚燒排放的二惡英類所占比重是很大的。 二惡英進入人體的途徑主要是通過食品，占90%～95%，此外，還可通過呼吸和皮膚進入人體。由于該類物質會在人體的脂肪組織中累積，因此嬰兒可以從母乳中攝取到二惡英。下面就二惡英進入到人體的途徑以及規(guī)定限量總結如下：　　機體本底載量——據報道，在美國成年人體脂中的二惡英循環(huán)濃度平均為7pg/g脂肪（即1萬億分之7）。機體總載量為約100000pg。每日接觸量——成年人接觸二惡英的平均量約為1pg/kg/天?！　】諝庵袧舛取饕獊碜愿鞣N燃燒，包括汽車尾氣、混合垃圾的燃燒等。在市區(qū)，～?！?～30pg/g/天）。（即6pg/g/天）。焚化爐灰塵污染有二惡英的水平在10000pg/g級。農業(yè)使用污染有二惡英的農藥（如2，4，5三氯苯氧乙基，2（2，4，5三氯苯氧）丙酸，2（2，4，5三氯苯氧）乙基2，2二氯丙酸鹽，0，0二甲基0（2，4，5三氯苯基）亞硫磷酸酯（皮蠅磷），以及2，2′亞甲基二（3，4，