N-亚硝基化合物毒性
N-亚硝基化合物
近几年发现的、并且致癌性较强的就有3种：
二噁英、氯丙醇、丙烯酰胺等
大约有80%～90%的癌症与环境因素有关， 而只有10%～20%与遗传因素有关。
如果预防措施得当，可降低30%～40%癌
症发病率，大约每年减少300～400万癌症引
起的死亡。
一、N-亚硝基化合物的种类与理化性质 二、食物中N-亚硝基化合物的来源与合成 三、人体内N-亚硝基化合物来源 四、N-亚硝基化合物的毒性 五、预防N-亚硝基化合物危害的措施源自什么是N-亚硝基化合物呢？
R1
N-N=O R2 N-亚硝胺((N-nitrosamine) 其中，R1、R2可以是烷 基或环烷基，也可以是芳香 环或杂环化合物；另外氢元 子可被其它元素取代。R1和 R2可相同，称为对称性亚硝 胺；R1和R2可不相同，称为 非对称性亚硝胺。 R1 N-N=O R2 ─ CO N-亚硝酰胺((N-nitrosamide) 式中，R1、R2可以是烷基或芳基， R2还可以是NH2、NHR、NR2（称为N亚硝基脲）或RO基团（即亚硝基氨基甲 酸酯）。
中
国
0.5 ～5.0 0.5 ～5.0
(1)从食物中摄取胺类及亚硝酸盐前体物； 硝酸盐在胃内很容易转变成亚硝酸盐。 (2)胃内温度→37℃。
(3)胃内的pH值1～4范围。
(4)胃内存在催化剂：SCN-、NaCl
N-亚硝基化合物的急性毒性（雄性大鼠，经口）
N-亚硝基化合物 甲基苄基亚硝胺 二甲基亚硝胺 LD50 (mg/kg) 18 27～41 N-亚硝基化合物 吡咯烷亚硝胺 二丁基亚硝胺 LD50 (mg/kg) 900 1200
癌性。
(3)N-亚硝基化合物的合成条件及影响因素 1)合成条件：温度在0～100℃之间均可发 生反应，且最适反应温度在37℃左右；浓度在
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.
N-亚硝基化合物污染及其预防
六、预防措施
1. 减少食品中NOC前体的含量
• 1）施用钼肥
• 2）低温保藏 • 3）严格控制发色剂的使用
2. 阻断食品及人体NOC的合成
• 1）改进食品加工工艺 • 2）阻断食品及人体NOC的合成
3. 破坏已形成的NOC 4. 对重点食品制订限量标准
多环芳烃化合物污染及其预防
（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAH）
• 对于PAH系统的慢性毒性研究很少，大多数研究的终点 是致癌性。
（二）毒性、致癌性与致突变性
• 2．致癌性
• 大量研究资料表明，B(a)P对多种动物有肯定的致癌性。 • 小鼠一次灌胃0.2mg B(a)P可诱发前胃肿瘤，并有剂量反应关系。 长期喂饲含B(a)P的饲料不仅可诱发前胃肿瘤，还可诱发肺肿瘤 及白血病。 • 大鼠每天经口给予2.5mg B(a)P，可诱发食管及前胃乳头癌；一 次经口给予100mg B(a）P，9只动物中有 8只发生乳腺瘤。
（三）体内代谢
3．代谢： B(a）P主要经过肝脏代谢后，由胆道从粪便排
出。B(a）P属于前致癌物，在体内主要通过动物混合功能
氧化酶系中的芳烃羟化酶的作用，代谢活化为多环芳烃环
氧化物。 • 此类环氧化物能与 DNA、RNA和蛋白质等生物大分子结 合而诱发肿瘤。 • 环氧化物进一步代谢可形成带羟基的化合物，然后与葡 萄糖醛酸、硫酸或谷胱甘肽结合，从尿中排出。
食品卫生学
N-亚硝基化合物污染及其预防
(N-Nitrosocompounds)
• 定义：是一类具有 N-NO 结构，对动物有较强 致癌作用的有机化合物。 已研究的300余种亚硝基化合物中90%以上 具有致癌性。
• 一、N-亚硝基化合物的分类与结构特点 • 二、 N-亚硝基化合物的三致作用
N 一亚硝基化合物污染及其预防
N 一亚硝基化合物污染及其预防一、食品的污染来源食品中天然存在的亚硝胺含量极微，一般在10ppb 以下，但其前身亚硝酸盐及仲胺等则广泛存在于自然界。
施用硝酸盐化肥可使蔬菜中含有较多的硝酸盐，蔬菜腌渍时，因时间、盐分不够，蔬菜容易腐败变质，腐败菌可将硝酸盐还原为亚硝酸盐，导致亚硝酸盐含量增高。
食物在烹调、烟熏、制罐过程中可使仲胺含量增高，食物霉变后，仲胺含量可增高数十倍至数百倍；肉、鱼类食品加工时，常用硝酸盐做防腐剂、发色剂，食品中的硝酸盐在细菌硝基还原酶的作用下，可形成亚硝酸盐。
仲胺和亚硝酸盐在一定条件下，可在体内，也可在体外合成亚硝胺。
有些加工食品，如熏鱼、腌肉、酱油、酸渍菜、腌菜、发酵食品、啤酒以及油煎咸肉均含有一定量的N 一亚硝基化合物。
二、对人体的危害N-亚硝基化合物对动物具有致癌性是公认的。
N-亚硝基化合物可通过消化道、呼吸道、皮肤接触或皮下注射诱发肿瘤。
一次大剂量摄人，可产生以肝坏死和出血为特征的急性肝损害。
长期小剂量摄人，则产生以纤维增生为特征的肝硬化，并在此基础上发展为肝癌。
关于致癌的机制，两类N 一亚硝基化合物有所不同。
亚硝酰胺(如甲基亚硝基脲、甲基亚硝基脲烷、甲基亚硝基胍)本身为终末致癌物，无需体内活化就有致癌作用，而亚硝胺(如二甲基亚硝胺、吡咯烷亚硝胺)本身是前致癌物，需要在体内活化、代谢产生自由基，使核酸或其他分子发生烷化而致癌。
N-亚硝基化合物对人类直接致癌还缺少证据。
但许多学者认为N-亚硝基化合物对人致癌的可能性很大，其理由是：在体外实验中发现人和大鼠的肝脏对二甲基亚硝胺的代谢性质和速度极为相似，均有近相同数量的核酸被甲基化，在人胚肾细胞培养液中加入二甲基亚硝胺，发现很快出现上皮增生，且有剂量反应关系。
据流行病学调查资料表明，人类某些癌症可能与N-硝基化合物摄入量有关。
如智利胃癌高发可能与当地大量使用硝酸盐化肥有关，日本人胃癌高发可能与其爱吃咸鱼和咸菜有关。
我国林县食管癌高发，经现场研究发现，该县食物中亚硝胺检出率为23．3％(低发区检出率仅1．2％)，并且该县食物中亚硝胺类物质可以使正常人胚肺成纤维细胞发生转化，证实它具有致癌性。
N-亚硝基化合物
含量（g/kg） 10～20 0.3～6.5 0.4 2 300 4～40 1～9
2.2～2.3
0.5 ～5.0 0.5 ～5.0
(1)从食物中摄取胺类及亚硝酸盐前体物； 硝酸盐在胃内很容易转变成亚硝酸盐。
(2)胃内温度→37℃。 (3)胃内的pH值1～4范围。 (4)胃内存在催化剂：SCN-、NaCl
2)形成氢键及加成反应：亚硝基上的O原子和与 烷基相连的N原子能与甲酸、乙酸、三氯乙酸等形成 氢键。某些亚硝胺还能与BF3、PC5、ZnBr2等发生加成 反应。
3)转亚硝基：二甲基亚硝胺和N-甲基苯胺 之间可进行转亚硝基反应。脂肪族胺之间的转 亚硝基反应需要在强酸条件下进行。
4)氧化：亚硝胺可以被多种氧化剂氧化成 硝胺。
5)还原：在pH1～5的酸性条件下，可发 生4个电子还原，产生不对称肼；而在碱性条 件下则发生2个电子还原，产生二级胺和一氧 化二氮(N2O)。
6)光化学反应：在酸性水溶液或在有机溶 剂中，在紫外光照射下，亚硝胺的NO基可发生 裂解，实验室常用此方法破坏亚硝胺。
(2)N-亚硝酰胺：亚硝酰胺的化学性质活泼， 在酸性或碱性条件下均不稳定。在酸性条件下 可分解为相应的酰胺和亚硝酸，在弱酸性条件 下主要经重氮甲酸酯重排，放出N2和羧酸酯； 在碱性条件下可迅速分解为重氮烷。
R1 R2 ─ CO
N-N=O
N-亚硝酰胺((N-nitrosamide)
式中，R1、R2可以是烷基或芳基， R2还可以是NH2、NHR、NR2（称为N亚硝基脲）或RO基团（即亚硝基氨基甲
酸酯）。
N-亚硝基化合物的理化性质
(1)亚硝胺：低分子量的亚硝胺（又称挥 发性亚硝胺）（如二甲基亚硝胺）在常温下为 黄色油状液体；而高分子量的亚硝胺（又称为 非挥发性亚硝胺）多为固体。
亚硝基化合物
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。
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
食品安全学
食品安全学复习题1：什么是食品安全学?答：食品安全学是一门综合应用食品化学、食品分析检验、微生物学、毒理学和流行病学等学科的方法，研究食品中可能存在的有毒有害物质及其作用机理，采取相应的措施对有害因素进行控制，从而提高食品质量，保证消费者健康的学科。
2：按污染物的性质,食品污染分为哪几类？答:按食品中污染物的性质,可将食品污染分为生物性污染、化学性污染和物理性污染3类。
（1) 生物性污染:由微生物及其有毒代谢产物、病毒、寄生虫及其虫卵、媒介昆虫等生物对食品的污染。
其中,以微生物的污染最为常见.（2）化学性污染:从农田到餐桌的过程中所有可能的化学性污染物。
例如，放射性降解产物烷基环丁酮。
（3) 物理性污染：指食品生产加工过程中的杂质如玻璃片、木渣、石块、金属片或放射性核素超过规定的含量而对食品的污染。
3：食品安全与食品卫生的联系与区别。
答：一、联系。
两者研究对象相同，均是研究食品中的有毒有害物质。
二、区别。
首先,涉及范围有一定差异。
食品安全包括食品的种植、养殖、加工、包装、储藏、运输、销售、消费等各个环节的安全。
简而言之就是从农田到餐桌。
食品卫生通常不包括种植、养殖环节的安全。
其次，侧重点不同.食品安全是结果安全和过程安全的完整统一。
食品卫生虽然也含结果安全与过程安全两项内容，但是更侧重于过程安全.一、什么是食品的腐败变质？导致食品腐败变质的原因及其影响因素是什么？如何防止食品腐败变质？答:1、食品的腐败变质是指在以微生物为主的各种因素作用下，食品的组成成分与感官性状发生的各种变化，这些变化往往是食品成分降解并伴随着产生令人不愉快的色、香、味、形等感官性状的改变，从而使食品营养价值与食用价值降低或者丧失。
2、原因：（1）微生物的作用：这是引起食品腐败变质的主要原因.微生物包括细菌、酵母和霉菌，一般情况下细菌比酵母和霉菌占优势，他们在生长发育过程中可以产生有选择分解食品特定成分的酶，从而使食品成分分解，发生有一定特点的腐败变质.（2）食品本身的组成和性质A、酶:食品原料是动植物，组织中含有各种组织酶，在适宜的温度下，酶类活动增强,引起食品组成成分的分解，加速食品腐败变质。
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三、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。
迄今已研究300多种，90%以上有不同程度致癌性。
环境和食品中的N－亚硝基化合物系由亚硝酸盐和胺类在一定的条件下合成，其前体物硝酸盐、亚硝酸盐和胺类广泛存在于环境中
结构：
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
（二）体内代谢和毒性
代谢：
（1）亚硝胺类主要经肝微粒体细胞色素P450的代谢，生成烷基偶氮羟基化合物
（2）亚硝酰胺类为直接致癌物和致突变物，不经体内代谢
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。
碳链越长，急性毒性越低。
2.致癌作用：特点
能诱发各种实验动物的肿瘤
能诱发多种组织器官的肿瘤
多种途径摄入均可诱发肿瘤
一次大量给药或长期少量接触均有致癌作用
可通过胎盘对仔代产生致癌作用
3.致畸作用
亚硝酰胺对动物有一定的致畸作用
存在一定的剂量-效应关系
亚硝胺的致畸作用很弱
4.致突变作用
亚硝酰胺能引起细菌、真菌、果蝇和哺乳动物细胞发生突变
亚硝胺需经哺乳动物微粒体混合功能氧化酶系代谢后能致癌
致癌性强弱与致突变性强弱无明显相关性
（三）食物来源
1.N-亚硝基化合物的前体物：硝酸盐、亚硝酸盐和胺类。
①蔬菜中的硝酸盐和亚硝酸盐：硝酸盐和亚硝酸盐广泛存在于人类生存的环境中，是自然界最普遍的含氮化合物。
土壤和肥料中的氮
光合作用不充分时，植物体内可蓄积较多的硝酸盐
新鲜蔬菜亚硝酸盐含量与作物种类、栽培条件及环境因素有关
腌菜中亚硝酸盐含量1周开始上升，2~3周达高峰，1月后下降
②动物性食物中的硝酸盐和亚硝酸盐
作为防腐剂和护色剂等食品添加剂添加到肉鱼类制品中
③环境和食品中的胺类
有机胺类化合物广泛存在于环境和食物中
仲胺（二级胺）合成N-亚硝基化合物的能力最强
鱼和某些蔬菜中的胺类和二级胺类物质含量较高
2.食品中的N-亚硝基化合物
①鱼、肉制品
腌制、烘烤、油煎、油炸等烹调过程产生较多胺类化合物
腐烂变质的鱼肉类，也可产生大量的胺类
鱼肉制品中的亚硝胺主要是吡咯亚硝胺和二甲基亚硝胺
②乳制品
干奶酪、奶粉、奶酒等中含有微量的挥发性亚硝胺
③蔬菜水果
含有的硝酸盐、亚硝酸盐和胺类在长期贮藏加工过程中生成微量亚硝胺
④啤酒
生产过程中大麦芽在窑内加热干燥时，大麦芽碱和仲胺等与空气中的氮氧化物发生反应生成二甲基亚硝胺
3. 亚硝胺的体内合成：
人体能合成一定量的N亚硝基化合物
PH<3的酸性环境中合成亚硝胺的反应最强
胃可能是人体合成亚硝胺的主要场所
唾液和膀胱内也能合成一定量亚硝胺
（四）预防措施
1. 防止食物霉变或被其他微生物污染
2.控制食品加工中硝酸盐或亚硝酸盐用量
3.施用钼肥
4.增加维生素C等亚硝基化反应阻断剂的摄入量
5.制定标准并加强监督。