亚硝基化合物
食品中N-亚硝基化合物污染的来源
1、食品中N-亚硝基化合物污染的来源N-亚硝基化合物主要来源于食品中亚硝胺的污染如：鱼、肉制品中的亚硝胺、蔬菜水果中的二甲基亚硝胺、啤酒中的二甲基亚硝胺。
N-亚硝基化合物还来自于亚硝基化合物前体物在体内合成。
具体来说Ｎ－硝基化合物是由二类称为前体的化合物：一类为仲胺和酰胺（蛋白质的分解物），一类为硝酸盐和亚硝酸盐（俗称硝），在人体内或体外适合的条件下化合而成。
这两类前体广泛存在于各种食物中，蔬菜是硝酸盐的主要来源，很多蔬菜如萝卜、大白菜、芹菜、菠菜中含有较多的硝酸盐。
亚硝酸盐主要存在于腌菜、泡菜及添加硝的香肠、火腿中。
仲胺、酰胺主要来自动物性食品肉、鱼、虾等的蛋白质分解物，尤其当这些食品腐败变质时，仲胺等可大量增加。
2、前体物有哪些N-亚硝基化合物前体物有亚硝酸盐、硝酸盐、胺类、酰胺类、氨基甲酸乙酯、胍类等。
N-亚硝基化合物前体物主要来源于胺类，如：肿胺、二甲胺、胍类；亚硝基化剂，如： -NO3+、-NO2+、N2O3、 NO、 NO2、N2O4等亚硝酸盐；3、哪些措施可以控制食品中N-亚硝基化合物污染1. 阻断或减少N-亚硝基化合物的合成，如防止食物霉变以及其他微生物污染、控制食品加工中硝酸盐及亚硝酸盐的使用量、施用钼肥、改进食品加工工艺。
2. 防止或减少亚硝基化合物的危害作用，如：提高维生素C摄入量、许多食物成分可阻断亚硝胺的形成、吃新鲜食物减少腌制食品的摄入量、暴晒污染的粮食和饮水。
3. 制订食品中N-亚硝基化合物限量标准。
4、食品中多环芳烃化合物的来源和危害来源：多环芳烃化合物主要由各种有机物，如煤，汽油，香烟等不完全燃烧而来。
具体说：食品中的多环芳烃和苯并（a）芘主要来自①食品在用煤、炭和植物燃料烘烤或熏制时直接受到污染；②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；③植物性食品可吸收土壤、水和大气中污染的多环芳烃；④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；⑤污染的水可使水产品受到污染；⑥植物和微生物可合成微量多环芳烃。
n-亚硝基化合物的结构
n-亚硝基化合物的结构
n-亚硝基化合物是一类含有亚硝基（-NO）基团的化合物。
亚硝基化合物的结构可以根据不同的化合物而有所不同，常见的亚硝基化合物包括亚硝化物和硝酸酯。
亚硝化物是含有亚硝基的阴离子化合物，如亚硝酸根离子（NO2-）。
亚硝酸根离子呈线性结构，氮原子与两个氧原子相连。
硝酸酯是含有亚硝基的有机化合物，其中亚硝基与一个有机基团连接。
硝酸酯的结构可以有不同的取代基团，如烷基、芳基等。
亚硝基（-NO）与有机基团通过氮与碳的共价键相连。
亚硝基化合物由于含有亚硝基，具有一定的活性。
它们在化学反应中常常发生失去亚硝基（-NO）的反应，生成相应的产物。
亚硝基化合物在生物体内也具有生物活性，因此对人体健康具有潜在的影响。
n亚硝基化合物的特性
n亚硝基化合物的特性
亚硝基化合物是一类有机物质，它们拥有独特的化学和物理特性。
尽管这类化合物的名称似乎有点抽象，其用处却非常实用，它们可用于多个行业中。
这里我们将重点介绍亚硝基化合物的特性及其在工业及其他领域中的应用。
亚硝基化合物是一类有机物质，它们含有有机氮和不饱和烃（R）的碳键。
其中所含有的有机氮和碳两者之间也有键合关系，因此它们能够发生各种反应，而这也正是它们在医药、农业和其他领域具有如此高的用处的原因。
另外，由于它们具有一定的热稳定性和不溶解性，它们也可用于防止食物和药物的氧化变质，以及保护一些对氧化变质敏感的物质不受损失等。
此外，亚硝基化合物的另一个主要特性是其可以形成某种聚合物。
例如，这类化合物可以与水解产物形成一种键合物，这种键合物可以发挥某种抗氧化的作用，有助于抑制氧化锈蚀。
而这种聚合物也可以用于造纸、制革和油漆等领域中。
此外，亚硝基化合物也可以用于医药领域，因为它们具有类似抗癌药物的活性。
例如，有研究发现，这类物质能够有效地抑制肿瘤细胞的生长，有助于治疗癌症。
另外，它们也被广泛用于食品添加剂、防腐剂等，可以延长食品的保质期，防止食物变质。
最后，亚硝基化合物也被广泛用于电子产品中，比如电路板、电容器、线缆等。
这类物质具有非常特殊的电性特征，可以保护这些电子产品免受静电损坏。
总之，亚硝基化合物在工业和其他领域具有许多独特的特性，广泛用于食品、药物、医疗保健、电子工程等领域中。
因此，为了进一步推动这类物质的研究及其在不同领域的应用，应当大力加以推广和研究。
有机污染物
苯并(a)芘 [benzo(a)pyrene, B(a)P]
理化特性
PAH室温下为固体，高熔点和高沸点，低蒸气压， 水溶解度低，PAH易溶于许多溶剂，具有高亲脂性。 B[a]P由五个苯环构成：
蔬菜品种 硝酸盐 亚硝酸盐
某县新蔬菜中硝酸盐含量（mg/Kg） 韭菜 大白菜 小白菜 胡萝卜婴 160~240 600 700~800 24~320 0.1 0.6~2.0 1.0~1.2 0.2~0.3
冬瓜 100 0.5
蔬菜腌制过程硝酸盐和亚硝酸盐的消长 (mg/Kg) 时间(天) 1.5 2 3 5 8 15 24
③、致畸和致突变作用：
5、预防N-亚硝基化合物危害的措施
避免误食工业盐 —— 这常常是导致N-亚硝基化合物急
性中毒的主要原因
阻断或减少N-亚硝基化合物的合成
① 作物栽培环节——施钼肥 ② 粮食储存环节——防止霉变及微生物污染 ③ 食品加工环节——控制使用硝酸盐和亚硝酸盐
降低亚硝基化合物的危害
2、N-亚硝基化合物的合成及前体物质
① ②
N-亚硝化剂：硝酸盐、亚硝酸盐、氮氧化物 可亚硝化的含氮物
胺(伯胺/仲胺)、酰胺、 多肽、氨基酸、脲、 脲烷、呱啶、芳胺、 羟胺、脒、肼、腙、 酰肼、氰酰肼等
蛋白质、氨基酸、 磷脂代谢或腐败
3、食物中N-亚硝基化合物的来源
①
植物性食物中含硝酸盐和亚硝酸盐，在长期 贮藏和加工（如腌制）过程中生成亚硝胺
三、杂环胺类化合物
1. 2.
亚硝基化合物的形成过程
亚硝基化合物的形成过程
亚硝基化合物是一类含有亚硝基(-NO)官能团的化合物，常见的
有亚硝酰胺、亚硝基甲苯、亚硝酸甲酯等。
它们的形成过程可以分为两个步骤：
第一步是亚硝基离子(NO-)的生成。
通常情况下，亚硝酸盐是亚
硝基离子的稳定存在形式，因此亚硝基化合物的形成通常需要加入亚硝酸盐。
例如，在一些加工食品的过程中，亚硝酸钠常被用作防腐剂，当加入到食品中后，亚硝酸钠会与食品中的氨基酸反应，生成亚硝基离子(NO-)。
第二步是亚硝基离子与氨基酸或其他化合物的反应，生成亚硝基化合物。
这一步通常需要在酸性条件下进行，因为亚硝基离子在酸性条件下更为稳定。
在食品中，一些酸性条件下的处理或保存方式，例如加醋或加柠檬酸，也会促进亚硝基化合物的形成。
值得注意的是，亚硝基化合物的形成不光存在于食品加工过程中，也可能存在于烧烤、烤肉等烹调方式中。
在这些过程中，食物的表面温度高，与空气中的氧气反应，生成一氧化氮(NO)。
这些一氧化氮分解后可生成亚硝基离子，随后和食物中的氨基酸反应，形成亚硝基化合物。
总之，亚硝基化合物的形成过程一般需要亚硝酸盐的存在和酸性条件的促进，而在食品烹调过程中也可能形成。
这些亚硝基化合物可能对人体健康产生不良影响，因此需要注意食品的加工和烹调方式。
- 1 -。
亚硝基化合物的转化
亚硝基化合物可以通过多种化学反应进行转化，以下是一些常见的转化方式：
还原反应：亚硝基化合物可以被还原成羟胺或氨基醇等化合物。
例如，在酸性环境中，亚硝基化合物可以被还原成羟胺；在碱性环境中，亚硝基化合物可以被还原成氨基醇。
氧化反应：亚硝基化合物可以被氧化成硝基化合物。
例如，在酸性环境中，亚硝基化合物可以被氧化成硝基化合物；在碱性环境中，亚硝基化合物也可以被氧化成硝基化合物。
重排反应：亚硝基化合物可以发生重排反应，生成其他类型的氮氧化物。
例如，在酸性环境中，亚硝基化合物可以发生重排反应，生成硝基化合物。
总的来说，亚硝基化合物的转化主要涉及的是官能团之间的转换和迁移，这需要依据具体的反应条件和底物结构进行选择和设计。
NDMA基础知识
N-Nitroso-compound contamination and prevention in food
N-亚硝基化合物（N-Nitroso-compound）
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。 统称为 亚硝基化合物。 亚硝基化合物 N N=O
三种加方法卤肉、禽烤全羊制品亚硝酸盐残留量（ 三种加方法卤肉、禽烤全羊制品亚硝酸盐残留量（mg/Kg)
方法
腌后弃汤另煮
样本数 17 37
平均值 范围 0.080 0.065～0.64 0.140 0.009 0.54 0.009～0.54
水、生肉+ + 卤水同时煮 腌后直接烤
19
0.749
0.049～2.36
钠 (mg/Kg)
150 750 1050 1500 2500
67 631 574 811 1386 3 8 10 19
53 310 473 724 1345 8 12 14 19
香肠中加VC对生产亚硝胺的影响
VC加入量 mg/Kg 亚硝酸盐加 二甲基亚硝 胺含量 mg/Kg 入量mg/Kg 加热 2h 加热 4h
N-亚硝基化合物
4. 来源 A 食品中亚硝胺的污染 1） 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
肉类和鱼制品中亚硝胺的含量水平
含量µg/Kg 国家或地区 含量 干香肠 咸鱼 干鱿鱼 炖猪肉 熏肉 加拿大 英国 日本 前苏联 中国 10--20 1--9 300 0.9-2.5 0.3—6.5 亚硝胺 NDMA NDMA NDMA NDMA NDMA
N-亚硝基化合物(本)
鱼肉和某些蔬菜
17
2014-7-29
N-亚硝基化合物的合成
亚硝化过程
可亚硝基化的胺类 亚硝化剂
N-亚硝基化合物
2014-7-29 18
+
适宜的条件下 （体内、体外）
合成条件及影响因素
前体物浓度和种类
– 生成亚硝胺的量随亚硝酸盐和胺类的增加而增加 – 伯、仲、叔胺中，仲胺是主要前体
植物体内的硝酸盐（nitrates）集聚
– 不同蔬菜种类之间的差异
根菜类 绿叶菜类 葱蒜类 瓜类 食用菌 1634 mg/kg 1426 mg/kg 597 mg /kg 311 mg/kg 38 mg /kg 薯芋类 白菜类 豆科 茄果类 1503 mg/kg 1296 mg/kg 373 mg/kg 155 mg/kg
6.预防措施
防止食品霉变或被其他微生物污染 – 保证食品新鲜、防止腐败霉变 – 加工，保存及食用过程中：低温、密闭、曝晒 食品加工工业： – 控制硝酸盐、亚硝酸盐的用量，不得滥用、多加 – 并用维生素C – 工艺上符合要求的情况下尽量使用替代品 农业上推广使用钼肥：固氮，还原硝酸盐为氨 增加食物中亚硝化阻断剂的摄入量 制定标准、加强监督（标准）
前体物的来源
– 硝酸盐和亚硝酸盐等亚硝化剂 – 可发生亚硝化反应的胺类
形成条件和影响因素
2014-7-29
8
蔬菜等植物中的硝酸盐和亚硝酸盐
自然界中氮元素的循环
氨、尿素、硝酸盐
降 解
大气中的游离氮、氮氧化物
固氮菌
水、土壤中的硝酸盐
植物蛋白
动物蛋白
硝酸盐、亚硝酸盐广泛存在于水、土壤、植物中
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亚硝胺类的致癌性
Байду номын сангаас
化合物名称 致癌作用
二甲基亚硝胺 +++
二戊基亚硝胺 ++
甲基乙稀亚硝 胺
甲基稀丙基亚 硝胺
亚硝基吡咯烷
+++ ++ +
亚硝基乙酰胺 +++
亚硝基二甲基 +++
尿素
给药途径 主要靶器官
口服
肝
口服、注射 肝、脾
口服
食管
静注
肾
口服 口服 口服
肝
前胃
N-亚硝基化合物的致癌性
• 动物试验证明，N-亚硝基化合物具有致癌作用； • N-亚硝胺稳定，称为前致癌物； • N-亚硝酰胺不稳定，称为终末致癌物； • 未发现对N-亚硝基化合物致癌作用有抵抗力的动物； • 不同亚硝基化合物的致癌强度不同，具有剂量效应关系； • TD50为实验动物50%诱发出肿瘤的平均总致癌剂量； • 器官特异性，不同的化合物有不同的靶器官
硝酸盐、亚硝酸盐和N-亚硝基 化合物
学习目的与要求
• 了解N-亚硝基化合物的结构、性质和合成途径 • 掌握N-亚硝基化合物和前体物的来源以及控制
N-亚硝基化合物危害的措施 • 熟悉亚硝酸盐、硝酸盐和N-亚硝基化合物的毒
性规律，以及在食品中的允许限量标准
• 1937年Freund首次报道了两例职业接触N-亚硝基 二甲基胺(NDMA，又称二甲基亚硝胺)中毒案例， 病人出现中毒性肝炎和腹水。其后以NDMA给小鼠 和狗染毒，也出现肝脏退行性环死。之后揭示了 NDMA不仅是肝脏的剧毒物质，也是强致癌物，可 引起肝脏肿瘤。
• 当体内高铁血红蛋白达到20%-40%就出现缺氧症状， 达到70%以上可导致死亡。
四、硝酸盐与亚硝酸盐的毒性
• 亚硝酸盐中毒症状：口唇、指甲和全身皮肤出现 紫绀等组织缺氧症状，并有头晕、头痛、心率加 速、恶心、呕吐、腹痛等症状。严重者引起呼吸 困难、循环衰竭和中枢神经损伤，常死于呼吸衰 竭。
四、硝酸盐与亚硝酸盐的毒性
• 人胃内可合成亚硝基化合物； • 尚未发现任何一种动物对亚硝基化合物的诱变性有抵抗
力，包括灵长类动物及对化学致癌物不够敏感的动物； • 人肝的体外代谢证实人肝与其他动物对亚硝基化合物代
谢类似； • 人类亚硝胺中毒与动物类似； • 胃癌高发区，饮水中或土壤内硝酸盐含量高；
六、预防N-亚硝基化合物危害的措施
三、食品中N-亚硝基化合物
(1)食品中加入硝酸盐和亚硝酸盐
在酸性条件下，亚硝酸盐与二级胺或三级胺相 互作用，容易形成N-亚硝基化合物。如亚硝胺保 存的鱼饲料，与鱼体内的氧化三甲胺反应，形成 NDMA(N-亚硝基二甲胺);肉类热加工容易形成 NPYR(N-亚硝基吡咯烷)和NThZ(N-亚硝基噻唑)。
低胃酸水平促成细菌生长，可将硝酸盐还原为 亚硝酸盐，使其在胃液中的含量升高6倍。
机体内存在一氧化氮合成酶，可将精氨酸转化 成一氧气化氮和瓜氨酸；而一氧化氮可形成过氧 化氮，瓜氨酸与水作用释放亚硝酸盐。
某县新蔬菜中硝酸盐含量
蔬菜品种 韭菜 大白菜 小白菜
硝酸盐 （mg/Kg) 160---240
600
煤气炉明火烤鱼，NDMA明显增加。
(3)容器和包装材料向食品迁移
大多数食品包装材料含有吗啉(98-824μg/kg)， 吗啉易形成NMOR(N-亚硝基吗啉)，可迁移至食品中。
许多橡胶制品(包括婴儿奶嘴)含有挥发性的亚硝 胺(42-617μg/kg)可进入饮水和牛奶中。奶嘴在 150ml 沸水煮3min或37℃保温3h，有6%-44%的挥发 性亚硝胺迁移到食品中。
R1
R1
NH + H2NO2
N- N=O +H2O+H+
R2CO
R2 CO
4、N-亚硝基化合物的合成
• 2）N-亚硝基化合物前体物：
–指亚硝酸盐、硝酸盐、胺类、酰胺类、氨基 甲酸乙酯、胍类等，这类能合成亚硝基化合 物的物质。
4、N-亚硝基化合物的合成
• A 胺类：肿胺、二甲胺、胍类 • B 亚 硝 基 化 剂 ： -NO3+、 -NO2+、 N2O3、 NO、
二、食品中硝酸盐和亚硝酸盐
(1)环境中的硝酸盐和亚硝酸盐：微生物的根瘤菌 及植物的固氮肥作用，是硝酸盐的重要来源。人 类活动，特别是氮肥的使用，以及工业和生活污 水的排放，使环境中的氮增加。
(2)膳食中摄入的硝酸盐和亚硝酸盐：蔬菜能从土 壤中富集硝酸盐，如莴苣与生菜中最高可达 5800mg/kg，菠菜7000mg/kg，甜菜6500mg/kg。 蔬菜腌制，亚硝酸盐含量增高。
脑、神经系 统、脊髓
N-亚硝基化合物的致畸、致突变作用
• 机体代谢 • 直接作用 • 表现：诱发基因突变、染色体异常和DNA修复障碍 • 二甲基亚硝胺具有致突变作用，常作为试验的阳性对
照； • 硝胺类致畸作用很弱，酰胺类致畸作用较强
N-亚硝基化合物对人类致癌的可能
• 食物及其它环境中有亚硝基化合物及其前体物存在人类 能摄入这些物质；
食品中亚硝酸盐允许限量标准
• 2002年食品添加剂联合专家委员会(JECFA)确 定 亚 硝 酸 盐 每 日 摄 入 量 (ADI 值 ) 按 体 重 计 为 0.07mg/kg。
• 我国一般人群膳食每人每日摄入量为3.2mg， 以体重60kg计，每日摄入量为0~4.2mg，不超 过JECFA的标准(60kg计为4.2mg)，处于安全 水平。
• 亚硝酸盐是一种允许使用的食品添加剂，只要使 用控制在安全范围内不会对人体造成危害。
四、硝酸盐与亚硝酸盐的毒性
• 高剂量的亚硝酸盐能使血色素中二价铁氧化成三 价铁，产生大量高铁血红蛋白，从而使其失去携 氧和释氧能力。如果摄入亚硝酸盐过多，使高铁 血红蛋白的形成速度超过还原速度，则出现高铁 血红蛋白血症，即产生亚硝酸盐中毒。
• 挪威曾发生羊、貂因食用亚硝酸盐腌制的鱼粉饲 料，而得严重的肝病，引起人们对亚硝胺的关注。
一、N-亚硝基化合物（N-Nitroso-compound） • 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。
N N=O
1. 分类：N-亚硝胺和N-亚硝酰胺
N-亚硝胺
R1 N N=O
• 1）阻断或减少N-亚硝基化合物的合成 P96 A 防止食物霉变以及其他微生物污染 B 控制食品加工中硝酸盐及亚硝酸盐的使用量 C 农业生产中推广施用钼肥 D 多食用能够降低N-亚硝基化合物危害的食品 E 抑制体内N-亚硝基化合物的合成 注意口腔卫生、维持胃酸的分泌量、防止泌尿系统 的感染等，减少这些部位N-亚硝基化合物的内源性合成
• 1）合成机理
亚硝胺合成发应机理：
亚硝酸盐 NaNO2 +HCL 2HNO2
仲胺：R1 NH + N2O2
R2
HNO2+NaCl N2O2+H2O R1
N- N=O +HNO2 R2
4、N-亚硝基化合物的合成
亚硝酰胺合成反应机理
亚硝酸盐 NaNO2 +HCL 2HNO2 +H+
仲胺：
HNO2+NaCl H2NO2+
三种加工方法卤肉制品亚硝酸盐残留量（mg/Kg)
方法
样本数
腌后弃汤另煮 17
平均值 范围 0.080 0.065～0.64
水、生肉+ 37
0.140 0.009～0.54
卤水同时煮
腌后直接烤 19
0.749 0.049～2.36
四、硝酸盐与亚硝酸盐的毒性
• 亚硝酸盐急性中毒作用包括镇静、平滑肌松弛、 血管扩张和血压下降，导致外周血液循环障碍， 加重高铁血红蛋白血症，造成组织缺氧。动物的 LD50按体重计在100~200mg/kg。肾上腺皮质增生 是大鼠最敏感的指标。
香肠中加VC对生产亚硝胺的影响
VC加入量 mg/Kg
0
亚硝酸盐加 二甲基亚硝 胺含量
入量mg/Kg 加热 2h
mg/Kg
加热 4h
1500
11
22
550
1500
0
7
5500
1500
0
4
VC对油炸熏肉中生成亚硝胺的影响
VC mg/Kg
0 250 500 1000 2000
亚硝酸盐mg/Kg 亚硝酸吡咯烷
NO2、N2O4等亚硝酸盐 亚硝酸盐：新鲜蔬菜、贮存蔬菜、发酵食品、
化肥、食品添加剂
4、N-亚硝基化合物的合成
• 3）影响合成因素 * PH <3适宜 * 反应物浓度 * 催化剂存在：大肠杆菌，黄曲酶 * 温度、加工条件、组织成分
• 4）合成场所 食品加工时条件适宜即合成； 人体内合成：胃、口腔、膀胱、尿道
mg/Kg
170
20—92
170
14—26
170
0—7
170
10
170
0
六、预防N-亚硝基化合物危害的措施
• 2）防止或减少亚硝基化合物的危害作用 A 提高维生素C摄入量 B 许多食物成分可阻断亚硝胺的形成 C 吃新鲜食物减少腌制食品的摄入量 D 暴晒污染的粮食和饮水
• 3）制订食品中N-亚硝基化合物限量标准 P96
为阻止微生物生长防止奶酪哈败，也加硝酸盐 （荷兰和德国允许加到）1g/kg。
（2）食品干燥
食品明火热空气干燥是形成N-亚硝基化合物的 第二机制。如制啤酒的干麦芽中NDMA(N-亚硝基二 甲胺)最高可达100μg/kg，间接加热可降至0.5 μg/kg。
奶粉干燥，NDMA的污染水平在0.1-5μg/kg。
R2
2
.