有害物质检测.ppt
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1、第十章第十章 食品中有害物质的检测食品中有害物质的检测第一节第一节 概论概论一、有害物质与有毒物质的概念一、有害物质与有毒物质的概念有害物质:有害物质:当某物质或含有该物质的物料被按其原来的用途正常使用时,若因该物质而导致人体机能、自然环境或生态平衡遭到破坏,则称有害物质。从对人健康影响的角度可将有害物质分为普通普通有害物质、有毒物质、致癌物和危险物有害物质、有毒物质、致癌物和危险物有毒物质:有毒物质:凡是以小剂量进入机体,通过化学或物理化学作用能够导致健康受损的物质二、食品中有害物质的种类与来源二、食品中有害物质的种类与来源生物性有害物:AFT、李斯特菌、口蹄疫致病菌化学性有害物:DDT,T
2、TX,重金属,放射性元素物理性有害物:金属屑,石子,动物排泄物来源?三、加强食品中有害物质检测的必要性三、加强食品中有害物质检测的必要性与WTO接轨对安全性要求越来越高第二节第二节 食品中有害物质常用的检食品中有害物质常用的检测方法测方法薄层色谱法薄层色谱法气相色谱法气相色谱法高效液相色谱法高效液相色谱法质谱法质谱法色色质联用质联用酶联免疫吸附剂测定酶联免疫吸附剂测定一一 薄层色谱法(薄层色谱法(TLC)原理:用原理:用Rf值定性分析值定性分析普通硅胶表面是极性硅醇基能与极性化合普通硅胶表面是极性硅醇基能与极性化合物形成氢键而表现出吸附性能,用于分离物形成氢键而表现出吸附性能,用于分离非极性或
3、极性较小的物质,属于正相键合。非极性或极性较小的物质,属于正相键合。改性硅胶根据键合的键不同,与改性硅胶根据键合的键不同,与-CN,-NH2,-(OH)2等为正相键合,与十八烷基、等为正相键合,与十八烷基、辛烷基、乙基为反相辛烷基、乙基为反相二、气相色谱法(二、气相色谱法(GC)三三 高效液相色谱法(高效液相色谱法(HPLC)流动相为液相,采用不锈钢柱及流动相为液相,采用不锈钢柱及高压促流,而且填充料的粒径小高压促流,而且填充料的粒径小而均匀,达到快而重复性好的高而均匀,达到快而重复性好的高效效果。不同于传统的玻璃柱和效效果。不同于传统的玻璃柱和重力引流的慢而重复性差的普通重力引流的慢而重复性
4、差的普通色谱柱色谱柱四四 质谱法(质谱法(MS)使所研究的混合物或单体在一定使所研究的混合物或单体在一定条件下形成气态离子,使之通过条件下形成气态离子,使之通过依赖电磁场作用的质量分析器,依赖电磁场作用的质量分析器,使各离子按质荷比大小的不同依使各离子按质荷比大小的不同依次到达收集器并产生信号,经过次到达收集器并产生信号,经过检测记录即可得到这些离子峰的检测记录即可得到这些离子峰的信息信息五五 色谱色谱-质谱联用技术质谱联用技术质谱仪灵敏度高,定性效果好,质谱仪灵敏度高,定性效果好,但只能对单一组分但只能对单一组分色谱仪对混合物组分分离和定量色谱仪对混合物组分分离和定量有显著优势有显著优势两者
5、联用的关键问题:解决色谱两者联用的关键问题:解决色谱的流出物与质谱相连的接口转换的流出物与质谱相连的接口转换六六 酶联免疫吸附剂测定酶联免疫吸附剂测定(ELISA)采用酶标记的抗体或抗原与样品采用酶标记的抗体或抗原与样品中的抗原或抗体间进行的抗原中的抗原或抗体间进行的抗原-抗体反应抗体反应优点:快速定性,特异性强,灵优点:快速定性,特异性强,灵敏,一次多份(在酶标板上)敏,一次多份(在酶标板上)用于激素、抗生素等的分析用于激素、抗生素等的分析第三节第三节 食品中农药残留及其检测食品中农药残留及其检测 农药是农业生产中使用的各种药剂统称,种农药是农业生产中使用的各种药剂统称,种类很多。类很多。我
6、国农药生产现状及发展趋势:我国农药生产现状及发展趋势:目前全世界实际生产和使用的农药的品种为目前全世界实际生产和使用的农药的品种为500多种,其中大量使用的有多种,其中大量使用的有100种,主要是化学种,主要是化学合成生产的。合成生产的。农药包括:杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长农药包括:杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂。调节剂。我国已由农药进口国变成农药出口国。我国已由农药进口国变成农药出口国。我国现有主要农药合成企业近我国现有主要农药合成企业近400家,已建成家,已建成700千千吨以上原药生产装置,可常年生产吨以上原药生产装置,可常年生产250多种原药、多种原药、农药中产量居世界第二
7、位(美国第一),农药产量农药中产量居世界第二位(美国第一),农药产量呈逐年增长的趋势。呈逐年增长的趋势。新品种与新工艺不断出现。新品种与新工艺不断出现。常用的有:有机磷农药、氨基甲酸酯、拟除虫菊常用的有:有机磷农药、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等。酯等。杀虫剂有胺丙畏、苯胺硫磷等。杀虫剂有胺丙畏、苯胺硫磷等。杀菌剂有腐霉利、乙霉威等。杀菌剂有腐霉利、乙霉威等。除草剂有丙草胺、麦草畏等。除草剂有丙草胺、麦草畏等。生长调节剂有烯效唑、多效唑、油菜素内酯等。生长调节剂有烯效唑、多效唑、油菜素内酯等。生物农药发展迅速。生物农药发展迅速。1、产品结构不合理,个别品种老化、产品结构不合理,个别品种老化 杀虫剂杀
8、虫剂 杀菌剂杀菌剂 除草剂除草剂我国我国 68.5%10.4%18.3%发达国发达国 40%20%40%农药加工剂型增多,主要有乳油、粉剂、粉粒剂、农药加工剂型增多,主要有乳油、粉剂、粉粒剂、悬浮剂、水剂、片剂、烟剂等。悬浮剂、水剂、片剂、烟剂等。原料及中间体已经满足国内需求。原料及中间体已经满足国内需求。存在问题:存在问题:2、农药加工落后,助剂研究滞后、农药加工落后,助剂研究滞后 我国原药与制剂比例较低,目前为我国原药与制剂比例较低,目前为1:9但发达但发达国家为国家为1:10303、生产规模小,工艺技术落后,产品质量差、生产规模小,工艺技术落后,产品质量差 我国农药产量约占全球的我国农药
9、产量约占全球的25%但销售额不足但销售额不足8%4、生物农药还应大力发展。、生物农药还应大力发展。农药在防治农作物病虫害、控制人类传染病、农药在防治农作物病虫害、控制人类传染病、提高农畜产品的产量和质量以及确保人体健康提高农畜产品的产量和质量以及确保人体健康等方面,都起着重要的作用。但是,大量广泛等方面,都起着重要的作用。但是,大量广泛用农药也会造成对食物的污染。用农药也会造成对食物的污染。农药残留是指农药施用后,残存在生物体、农农药残留是指农药施用后,残存在生物体、农副产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢产副产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢产物、降解物和杂质的总称。残留的数量叫残留物、降
10、解物和杂质的总称。残留的数量叫残留量。量。农药进入人体的方式农药进入人体的方式土壤、水土壤、水、空气、空气家禽、畜家禽、畜植物、饲料植物、饲料水生动、植物水生动、植物肉、蛋、乳肉、蛋、乳人人食品中普遍存在农药残留食品中普遍存在农药残留,残留量随食品种类残留量随食品种类及农药的种类不同而有很大差异,由于农药的及农药的种类不同而有很大差异,由于农药的毒性都很大,有的还可在人体内蓄积,对人体毒性都很大,有的还可在人体内蓄积,对人体造成危害。造成危害。食品中残留农药过高会导致癌症和食品中残留农药过高会导致癌症和帕金森症。帕金森症。1994 年,我国农药中毒人数已超过年,我国农药中毒人数已超过10万人,
11、大万人,大部分是由于农药残留而引起。部分是由于农药残留而引起。容易吸收农药的蔬菜容易吸收农药的蔬菜番茄、茄子、圆辣椒、卷心菜、白菜及大多数根番茄、茄子、圆辣椒、卷心菜、白菜及大多数根菜类、薯类。菜类、薯类。对农药吸收率较低的对农药吸收率较低的叶菜类、果类等。叶菜类、果类等。为提高食品的卫生质量,保证食品的安全性,为提高食品的卫生质量,保证食品的安全性,保障消费者身体健康,许多国家都对食品中农保障消费者身体健康,许多国家都对食品中农药允许残留量作了规定。表药允许残留量作了规定。表13l和和132分别分别为我国和为我国和WHO制订的有机氯农药六六六、滴制订的有机氯农药六六六、滴滴涕在食品中的允许残
12、留量标准;滴涕在食品中的允许残留量标准;表表133为我国制订的有机磷农药在食品中允为我国制订的有机磷农药在食品中允许残留量标准;许残留量标准;表表13 4为为FAO/WHO推荐的部分食品中有机推荐的部分食品中有机磷农药允许残留量标准。磷农药允许残留量标准。小资料:我国全面禁用小资料:我国全面禁用5种高毒农药包括:种高毒农药包括:甲甲胺胺磷磷、久久效效磷磷、甲甲基基对对硫硫磷磷、对对硫硫磷磷、磷胺。磷胺。食品中农药残留量的分析方法:食品中农药残留量的分析方法:1)比色法比色法 少特异性,灵敏度很低,少特异性,灵敏度很低,分光光度法分光光度法 已很少使用已很少使用 电化学分析电化学分析2)纸色谱)
13、纸色谱 TLC 3)GC 电子捕获检测器电子捕获检测器 适用有机氯农药。适用有机氯农药。4)HPLC 非挥发性、热不稳定性农药,如非挥发性、热不稳定性农药,如 部分有机磷农药。部分有机磷农药。5)GC/红外光谱红外光谱 联用、联用、GC/MS 联用。联用。一、有机氯农药残留量的检测一、有机氯农药残留量的检测(一)有机氯农药的性质及常见品种(一)有机氯农药的性质及常见品种有机氯农药是农药中一类有机含氯化合物,一般有机氯农药是农药中一类有机含氯化合物,一般分为五大类:分为五大类:1、DDT类类氯化苯及其衍生物,包括氯化苯及其衍生物,包括DDT、六六六。六六六。2、氯化甲撑萘类、氯化甲撑萘类七氯、七
14、氯、艾氏剂、狄氏剂。艾氏剂、狄氏剂。3、七、七O五四五四 纯品为白色晶体,微溶于水,纯品为白色晶体,微溶于水,易溶于某些有机溶剂。易溶于某些有机溶剂。主要用于杀灭蚊蝇。蓄积在动植物脂肪中,主要用于杀灭蚊蝇。蓄积在动植物脂肪中,通过食物链进入人体。中毒症状为乏力、失通过食物链进入人体。中毒症状为乏力、失 眠、眩晕、恶心等,长期接触可影响中枢眠、眩晕、恶心等,长期接触可影响中枢 神经系统及肝脏神经系统及肝脏。4、氯丹、氯丹 纯品为无色或淡黄色液体,微溶于水,纯品为无色或淡黄色液体,微溶于水,易溶于某些有机溶剂。中毒情况同易溶于某些有机溶剂。中毒情况同7054 5、林丹(又名高丙体六六六)、林丹(又
15、名高丙体六六六)本品为无色晶本品为无色晶体,不溶于水,溶于大多数有机溶剂。中毒体,不溶于水,溶于大多数有机溶剂。中毒情况同情况同7054。主要用于粮食、蔬菜、果树、。主要用于粮食、蔬菜、果树、烟草、森林、粮仓。烟草、森林、粮仓。目前仍有一些国家(包括我国)使用林丹由目前仍有一些国家(包括我国)使用林丹由于有机氯性质稳定,在水域、土壤中仍有残留,于有机氯性质稳定,在水域、土壤中仍有残留,并会在较长时间内继续影响人类健康。并会在较长时间内继续影响人类健康。有机氯农药的结构及理化性质有机氯农药的结构及理化性质(1)六六六)六六六六六六分子式为六六六分子式为C6H6Cl6,化学名为六氯环己烷、,化学名
16、为六氯环己烷、六氯化苯,英文名为六氯化苯,英文名为Benzene hexachl oride(简称简称 BHC)。BHC有多种异构体,其常见的异构体化学有多种异构体,其常见的异构体化学结构式为:结构式为:BHC为白色或淡黄色固体,纯品为无色无臭为白色或淡黄色固体,纯品为无色无臭晶体,工业品有霉臭气味,在土壤中半衰期为晶体,工业品有霉臭气味,在土壤中半衰期为2年,年,不溶于水,易溶于脂肪及丙酮、乙醚、石油不溶于水,易溶于脂肪及丙酮、乙醚、石油醚及环己烷等有机溶剂。醚及环己烷等有机溶剂。BHC对光、热、空气、对光、热、空气、强酸均很稳定,但对碱不稳定强酸均很稳定,但对碱不稳定(BHC除外除外),遇
17、碱能分解遇碱能分解(脱去脱去HCl)。C6H 6Cl6十十3KOH C6H3Cl3十十3KCl 十十3H2O(2)滴滴涕滴滴涕 滴滴涕分子式为滴滴涕分子式为C14H9Cl15,化学名为化学名为2,2双双(对氯苯基对氯苯基)1,1,1一三氯乙烷、二氯二一三氯乙烷、二氯二苯三氯乙烷,简称二二三,苯三氯乙烷,简称二二三,英文名为英文名为Dichlorodiphenyl trichloroethane,简,简称称DDT。根据苯环上。根据苯环上Cl的取代位置不同形成如下的取代位置不同形成如下几种异构体:几种异构体:DDT产品为白色或淡黄色固体,纯品产品为白色或淡黄色固体,纯品DDT为白色为白色结晶,熔点
18、结晶,熔点108.5109,在土壤中半衰期,在土壤中半衰期310年,(在土壤中消失年,(在土壤中消失95%需需1633年)。年)。不溶不溶于水,易溶于脂肪及丙酮、于水,易溶于脂肪及丙酮、CCl4、苯、氯苯、乙、苯、氯苯、乙醚等有机溶剂。醚等有机溶剂。DDT对光、酸均很稳定,对热亦对光、酸均很稳定,对热亦较稳定,但温度高于本身的熔点时,较稳定,但温度高于本身的熔点时,DDT会脱去会脱去HCl而生成毒性小的而生成毒性小的DDE,对碱不稳定,遇碱亦,对碱不稳定,遇碱亦会脱去会脱去HCl。1874年人工合成年人工合成DDT,1939年瑞士化学家穆勒年瑞士化学家穆勒发现了发现了DDT的杀昆虫作用,并因此
19、获得了的杀昆虫作用,并因此获得了1948年的诺贝尔奖。年的诺贝尔奖。在二次世界大战中及战后的欧洲和亚洲,在二次世界大战中及战后的欧洲和亚洲,DDT用于杀灭传播疟原虫的蚊子,挽救了数千人的用于杀灭传播疟原虫的蚊子,挽救了数千人的生命。生命。DDT在生物体内富集作用很强。例如水鸟体内在生物体内富集作用很强。例如水鸟体内DDT残留为残留为25 mg/kg,DDT污染的水要高出污染的水要高出8001000万倍。万倍。DDT的污染是全球性的,在人迹罕至的污染是全球性的,在人迹罕至的南极的企鹅、海豹、北极的北极熊、甚至未出世的南极的企鹅、海豹、北极的北极熊、甚至未出世的胎儿体内均可检出的胎儿体内均可检出D
20、DT的存在。的存在。样品的予处理样品的予处理1.提取:以石油醚作主体溶剂,加入极性提取:以石油醚作主体溶剂,加入极性较大溶剂搭配,以索氏法或浸渍法提取较大溶剂搭配,以索氏法或浸渍法提取含脂肪高的:用石油醚乙醚直接提取含脂肪高的:用石油醚乙醚直接提取含水分高的动物性食品:加无水硫酸钠研含水分高的动物性食品:加无水硫酸钠研磨,再用石油醚提取磨,再用石油醚提取果蔬:加入丙酮(穿透性强),过滤得滤果蔬:加入丙酮(穿透性强),过滤得滤液,加硫酸钠溶液(增强丙酮极性,有液,加硫酸钠溶液(增强丙酮极性,有利分层),再用石油醚提取利分层),再用石油醚提取蛋类:用丙酮蛋类:用丙酮-己烷提取己烷提取牛奶:乙醇牛奶
21、:乙醇-草酸钾处理(破坏脂肪膜,草酸钾处理(破坏脂肪膜,释出脂肪),再用石油醚提取释出脂肪),再用石油醚提取2.净化净化用用H2SO4磺化处理,除脂肪、蜡质、色素等。磺化处理,除脂肪、蜡质、色素等。石油醚:硫酸石油醚:硫酸=1:1柱层析:合理选择层析材料柱层析:合理选择层析材料液液分配法:以乙腈液液分配法:以乙腈-己烷为例,将乙腈加入到己烷为例,将乙腈加入到己烷溶液中,有机氯农药从己烷层转移到乙腈己烷溶液中,有机氯农药从己烷层转移到乙腈层中,脂肪、色素、蜡质仍留在己烷层。再将层中,脂肪、色素、蜡质仍留在己烷层。再将乙腈层放入另一洁净分液漏斗中,加水,使乙乙腈层放入另一洁净分液漏斗中,加水,使乙
22、腈浓度不大于腈浓度不大于20%,加纯净己烷,振摇分液漏,加纯净己烷,振摇分液漏斗,农药又进入己烷层,从而达到净化目的斗,农药又进入己烷层,从而达到净化目的3.浓缩浓缩以无水硫酸钠脱水,减压蒸馏浓缩到一以无水硫酸钠脱水,减压蒸馏浓缩到一定程度;或采用定程度;或采用KD减压浓缩。减压浓缩。检验标准检验标准 GB/T 5009.19 (二)(二)GC-ECD法测定有机氯农药残留法测定有机氯农药残留(三)(三)TLC法测定有机氯农药残留法测定有机氯农药残留二、有机磷农药残留及其检测二、有机磷农药残留及其检测(一一)有机磷农药的特性及种类有机磷农药的特性及种类 1常见的有机磷农药及其结构常见的有机磷农药
23、及其结构 有机磷农药有机磷农药(Organophosphorus Pesticides)是是农药中一类含磷的有机化合物,其种类很多,目农药中一类含磷的有机化合物,其种类很多,目前大量生产与使用至少有前大量生产与使用至少有60多种,按其毒性可分多种,按其毒性可分成高毒、中等毒及低毒三类;按其结构则可划分成高毒、中等毒及低毒三类;按其结构则可划分为磷酸酯及硫代磷酸酯两大类,其结构通式如下:为磷酸酯及硫代磷酸酯两大类,其结构通式如下:根据根据R,Rl及及X等基团不相同,可构成不同的有等基团不相同,可构成不同的有机磷农药。机磷农药。2有机磷农药的理化性质有机磷农药的理化性质 有机磷农药中,除敌百虫、乐
24、果为白色晶体外,有机磷农药中,除敌百虫、乐果为白色晶体外,其余有机磷农药的工业品均为棕色油状。有机磷其余有机磷农药的工业品均为棕色油状。有机磷农药有特殊的蒜臭味,挥发性大,对光、热不稳农药有特殊的蒜臭味,挥发性大,对光、热不稳定,并具有如下性质:定,并具有如下性质:溶解性溶解性:由于各种有机磷农药的极性强弱不:由于各种有机磷农药的极性强弱不同,故对水及各种有机溶剂的溶解性能也不一样,同,故对水及各种有机溶剂的溶解性能也不一样,但多数有机磷农药难溶于水,可溶于脂肪及各种但多数有机磷农药难溶于水,可溶于脂肪及各种有机溶剂,有机溶剂,如疏水性有机溶剂:丙酮、石油醚、如疏水性有机溶剂:丙酮、石油醚、正
25、己烷、氯仿、二氯甲烷及苯等,亲水性有机溶正己烷、氯仿、二氯甲烷及苯等,亲水性有机溶剂;乙脂、二甲基亚砜等。剂;乙脂、二甲基亚砜等。水解性:因有机磷农药属酯类水解性:因有机磷农药属酯类(磷酸酯或硫代磷磷酸酯或硫代磷酸酯酸酯),故在一定条件下能水解,特别是在碱性介,故在一定条件下能水解,特别是在碱性介质、高温、水分含量高等环境中,更易水解。如质、高温、水分含量高等环境中,更易水解。如敌百虫在碱性溶液中易水解为毒性较大的敌敌畏。敌百虫在碱性溶液中易水解为毒性较大的敌敌畏。氧化性:有机磷农药中,硫代磷酸酯农药在溴氧化性:有机磷农药中,硫代磷酸酯农药在溴作用下或在紫外线照射下,分子中作用下或在紫外线照射
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