第 12 章 食品中的有害物质 食品或食品原料中含有各种分子结构不同的，对人体有毒的或具有潜在危险性的物质， 一般把它们称为嫌忌成分（undesirable constituents），也有将其称为食品毒素或毒物（toxic substances，toxicants）。毒素是“当被人或动物摄入一定数量时，显示出对人或动物有一定 程度危害的物质”。在大不列颠百科全书中，有关毒素和毒物作了区分，毒素（Toxin）被定 义为“任何能够对生物体产生毒害作用的物质”，但是又指出，毒素一词有时仅用于指生物 体自然产生的毒物，而毒物（Poison）被定义为“可导致组织损伤，对机体功能有破坏作用、 甚至是致死作用的一类物质”。本章将这些物质统称为有害物质，只是有时对某类有害物质， 如来自于微生物繁殖所产生的有害物质以及一些植物组织所含的代谢产物，我们仍然习惯称 之为毒素。 目前，食品科学急需解决的一大问题就是食品安全性问题。从广义上看，食品安全性就 是指消费者所摄入的食品没有受到任何有害的化学物质、微生物、放射性物质的污染。由于 安全性是食品的第一要素，因此从食品安全性方面来了解、研究这些物质是非常重要的。这 些有害的化学物质包括不同种类的无机和有机化合物，从金属元素、简单的无机盐到复杂的 大分子物质。这些物质在人类长期的进化和生存过程中，有的已被充分认识，还有一些则是 随着科技的发展近来才被人们所认识。从这些有害物质的具体来源上来看，这些物质可分为 植物源的、动物源的、微生物源的以及因环境污染所带入的四类；也可以将其分为外源性有 害物质、内源性有害物质、诱发性有害物质三类；还可以根据毒素产生的特征，将有害物质 的来源分为两大类—固有的和污染的，其具体产生途径如下表所示。 表 11-1 食品有害物质的来源 来源 途 径 固有有害物质 在正常条件下生物体通过代谢或生物合成而产生的有毒化合物 在应激条件下生物体通过代谢和生物合成而产生有毒化合物 污染有害物质 有毒化合物直接污染食品 有毒化合物被食品从其生长环境中吸收 由食品将环境中吸收的化合物转化为有毒化合物 食品加工中产生有毒化合物 就危害性大小来讲，微生物污染产生的有害物质（或致病）危害最大，来自环境污染的 危害次之，农药、兽药残留、食品添加剂滥用都会有不同程度的危害。另外也应注意一些天 然食品成分的毒性，食品的安全性高低不能只通过判断是否为天然成分而确定，类似于“纯 天然的”、“无任何添加物”的食品广告宣传语言，不仅是误导消费者，更是没有任何科学道 理；至于“不存在任何化学物质”之类的表述，完全是一种错误的说法。 食品中有害物质对人体的健康影响，一般划分为三种不同的危害作用： （1）急性中毒：有害物质随食物进入人体后，在短时间内造成机体的损害，出现临床 症状，如腹泻、呕吐、疼痛等；一般微生物毒素中毒和一些化学物质中毒会出现此症状。 （2）慢性中毒：食物被有害化学物质污染，由于污染物的含量较低，不能导致急性中 毒，但长时间食用会体内蓄积，经几年、十几年或者是更长的时间后，引起机体损害，表现 出各种慢性中毒的临床症状，如慢性的苯中毒、铅中毒、镉中毒。 （3）致畸、致癌作用：一些有害的物质可以通过孕妇作用于胚胎，造成胎儿发育期细 胞分化或器官形成不能够正常进行，出现畸形或死胎，如农药 DDT、黄曲霉毒素 B1 等；或 者是这些物质可在体内诱发肿瘤生长，形成癌变。目前许多物质被怀疑与癌变有关，如亚硝
第 12 章 食品中的有害物质 食品或食品原料中含有各种分子结构不同的，对人体有毒的或具有潜在危险性的物质， 一般把它们称为嫌忌成分（undesirable constituents），也有将其称为食品毒素或毒物（toxic substances，toxicants）。毒素是“当被人或动物摄入一定数量时，显示出对人或动物有一定 程度危害的物质”。在大不列颠百科全书中，有关毒素和毒物作了区分，毒素（Toxin）被定 义为“任何能够对生物体产生毒害作用的物质”，但是又指出，毒素一词有时仅用于指生物 体自然产生的毒物，而毒物（Poison）被定义为“可导致组织损伤，对机体功能有破坏作用、 甚至是致死作用的一类物质”。本章将这些物质统称为有害物质，只是有时对某类有害物质， 如来自于微生物繁殖所产生的有害物质以及一些植物组织所含的代谢产物，我们仍然习惯称 之为毒素。 目前，食品科学急需解决的一大问题就是食品安全性问题。从广义上看，食品安全性就 是指消费者所摄入的食品没有受到任何有害的化学物质、微生物、放射性物质的污染。由于 安全性是食品的第一要素，因此从食品安全性方面来了解、研究这些物质是非常重要的。这 些有害的化学物质包括不同种类的无机和有机化合物，从金属元素、简单的无机盐到复杂的 大分子物质。这些物质在人类长期的进化和生存过程中，有的已被充分认识，还有一些则是 随着科技的发展近来才被人们所认识。从这些有害物质的具体来源上来看，这些物质可分为 植物源的、动物源的、微生物源的以及因环境污染所带入的四类；也可以将其分为外源性有 害物质、内源性有害物质、诱发性有害物质三类；还可以根据毒素产生的特征，将有害物质 的来源分为两大类—固有的和污染的，其具体产生途径如下表所示。 表 11-1 食品有害物质的来源 来源 途 径 固有有害物质 在正常条件下生物体通过代谢或生物合成而产生的有毒化合物 在应激条件下生物体通过代谢和生物合成而产生有毒化合物 污染有害物质 有毒化合物直接污染食品 有毒化合物被食品从其生长环境中吸收 由食品将环境中吸收的化合物转化为有毒化合物 食品加工中产生有毒化合物 就危害性大小来讲，微生物污染产生的有害物质（或致病）危害最大，来自环境污染的 危害次之，农药、兽药残留、食品添加剂滥用都会有不同程度的危害。另外也应注意一些天 然食品成分的毒性，食品的安全性高低不能只通过判断是否为天然成分而确定，类似于“纯 天然的”、“无任何添加物”的食品广告宣传语言，不仅是误导消费者，更是没有任何科学道 理；至于“不存在任何化学物质”之类的表述，完全是一种错误的说法。 食品中有害物质对人体的健康影响，一般划分为三种不同的危害作用： （1）急性中毒：有害物质随食物进入人体后，在短时间内造成机体的损害，出现临床 症状，如腹泻、呕吐、疼痛等；一般微生物毒素中毒和一些化学物质中毒会出现此症状。 （2）慢性中毒：食物被有害化学物质污染，由于污染物的含量较低，不能导致急性中 毒，但长时间食用会体内蓄积，经几年、十几年或者是更长的时间后，引起机体损害，表现 出各种慢性中毒的临床症状，如慢性的苯中毒、铅中毒、镉中毒。 （3）致畸、致癌作用：一些有害的物质可以通过孕妇作用于胚胎，造成胎儿发育期细 胞分化或器官形成不能够正常进行，出现畸形或死胎，如农药 DDT、黄曲霉毒素 B1 等；或 者是这些物质可在体内诱发肿瘤生长，形成癌变。目前许多物质被怀疑与癌变有关，如亚硝
胺、苯并()芘、多环芳烃、黄曲霉毒素等。 应该指出的是，由于毒性的大小是一个相对的概念，所以绝对的安全在科学上并不存在。 任何物质在低于某一水平时是安全的，只有超出一定剂量时才能表现出相应的毒性和毒性结 果。所以 FDA 引入“相对毒性”的概念来制定相应的标准，这样可以更科学地评价食品的 安全性问题。 本章主要介绍有关来源于植物组织、动物组织的一些有害化学物质（毒素），以及微生 物所产生的对人体危害较大的一些微生物毒素，同时介绍常见的、危害较大的环境污染物、 食品加工贮藏过程生成的有害物质；对于因食品掺假行为而给食品带来的有害化学物质（如 甲醛、吊白块等），则不在这里作介绍。 12.1 植物性毒素（Phytotoxic metabolites） 植物毒素又称之为有毒性植物代谢物，表 11-2 列出的是存在于植物食品中的一部分主 要毒物，并附有其主要特征，下面将对其中的一些典型毒物作简单介绍。 表 11-2 植物性食品的毒性组分 有害物质 化学性质 主要植物来源 主要毒性症状 蛋白质抑制剂 蛋白质(分子量 4,000 ~24,000) 豆类（大豆、绿豆），薯类 （甘薯、土豆），谷类 阻碍生长和食品利用， 胰腺肥大 血球凝集素 蛋白质(分子量 10,000 ~124,000) 豆类，小扁豆，豌豆 阻碍生长和食品利用，试管内 红细胞凝聚或丝状分裂 皂苷 糖苷类 大豆，甜菜，花生，菠菜 试管内红细胞溶解 芥子苷 硫代糖苷类 油菜,芥菜,甘蓝,小萝卜等 甲状腺肿大，甲状腺机能亢进 氰 生氰的葡萄糖苷 豆类，亚麻，果核，木薯 HCN 中毒 棉酚色素 棉酚 棉籽 肝损伤，出血，水肿 山薰豆素 -氨基丙腈及衍生物 鹰嘴豆 骨畸形，中枢神经损伤 过敏原 蛋白性物质 所有食物 过敏反应 苏铁苷 甲基氧化偶氯甲醇 苏铁属坚果 肝脏或其它器官癌 蚕豆病 蚕豆嘧啶葡糖苷和伴 蚕豆嘧啶核苷 蚕豆 急性溶血性贫血 植物抗毒素 简单及复杂呋喃类化 合物，异黄酮 甘薯，芹菜，蚕豆， 豌豆，青刀豆 肺水肿，肝肾损伤，皮肤过敏 双稠吡咯啶生物碱 二氢吡咯 茶叶，发芽土豆 肺、肺功能损伤，致癌物 黄樟素 烯丙基取代苯 黄樟，黑胡椒 致癌物 苍术苷 甾族糖苷 洋飞廉苍术树胶 糖原消耗 12.1.1 蛋白酶抑制剂、血细胞凝集素和皂苷（甙） 这三组物质虽然在化学或毒理方面并不相关，但是往往同时存在于相同的豆类植物及谷 类中。很早就观察到加热可使大豆的营养价值提高，用生的菜豆喂养大鼠可引起体重下降及 死亡，由这些发现而带动起来的研究工作使人类对这些物质有了较充分的了解。 蛋白酶抑制剂（Protease inhibitor）是一种小分子蛋白质，在体外试验中能与蛋白酶结 合，或抑制蛋白酶活性。一般讲，此种结合作用的速度很快，所形成的复合物非常稳定。来 自大豆分离得来的 Kunitz 抑制剂，是一种所谓的单头抑制剂，按化学计量 1:1 与胰蛋白酶结 合，显示出 2×102L·mol-1·s-1 的二级反应速度常数，在 pH=6.5 时的离解常数为 10-11M。另 一种被广泛研究的蛋白质为 Bowman-Birk 抑制剂，它也来自大豆，这是一种双头抑制剂， 能在两个独立的位置与一分子胰蛋白酶及一分子胰凝乳蛋白酶结合（图 11-1）
胺、苯并()芘、多环芳烃、黄曲霉毒素等。 应该指出的是，由于毒性的大小是一个相对的概念，所以绝对的安全在科学上并不存在。 任何物质在低于某一水平时是安全的，只有超出一定剂量时才能表现出相应的毒性和毒性结 果。所以 FDA 引入“相对毒性”的概念来制定相应的标准，这样可以更科学地评价食品的 安全性问题。 本章主要介绍有关来源于植物组织、动物组织的一些有害化学物质（毒素），以及微生 物所产生的对人体危害较大的一些微生物毒素，同时介绍常见的、危害较大的环境污染物、 食品加工贮藏过程生成的有害物质；对于因食品掺假行为而给食品带来的有害化学物质（如 甲醛、吊白块等），则不在这里作介绍。 12.1 植物性毒素（Phytotoxic metabolites） 植物毒素又称之为有毒性植物代谢物，表 11-2 列出的是存在于植物食品中的一部分主 要毒物，并附有其主要特征，下面将对其中的一些典型毒物作简单介绍。 表 11-2 植物性食品的毒性组分 有害物质 化学性质 主要植物来源 主要毒性症状 蛋白质抑制剂 蛋白质(分子量 4,000 ~24,000) 豆类（大豆、绿豆），薯类 （甘薯、土豆），谷类 阻碍生长和食品利用， 胰腺肥大 血球凝集素 蛋白质(分子量 10,000 ~124,000) 豆类，小扁豆，豌豆 阻碍生长和食品利用，试管内 红细胞凝聚或丝状分裂 皂苷 糖苷类 大豆，甜菜，花生，菠菜 试管内红细胞溶解 芥子苷 硫代糖苷类 油菜,芥菜,甘蓝,小萝卜等 甲状腺肿大，甲状腺机能亢进 氰 生氰的葡萄糖苷 豆类，亚麻，果核，木薯 HCN 中毒 棉酚色素 棉酚 棉籽 肝损伤，出血，水肿 山薰豆素 -氨基丙腈及衍生物 鹰嘴豆 骨畸形，中枢神经损伤 过敏原 蛋白性物质 所有食物 过敏反应 苏铁苷 甲基氧化偶氯甲醇 苏铁属坚果 肝脏或其它器官癌 蚕豆病 蚕豆嘧啶葡糖苷和伴 蚕豆嘧啶核苷 蚕豆 急性溶血性贫血 植物抗毒素 简单及复杂呋喃类化 合物，异黄酮 甘薯，芹菜，蚕豆， 豌豆，青刀豆 肺水肿，肝肾损伤，皮肤过敏 双稠吡咯啶生物碱 二氢吡咯 茶叶，发芽土豆 肺、肺功能损伤，致癌物 黄樟素 烯丙基取代苯 黄樟，黑胡椒 致癌物 苍术苷 甾族糖苷 洋飞廉苍术树胶 糖原消耗 12.1.1 蛋白酶抑制剂、血细胞凝集素和皂苷（甙） 这三组物质虽然在化学或毒理方面并不相关，但是往往同时存在于相同的豆类植物及谷 类中。很早就观察到加热可使大豆的营养价值提高，用生的菜豆喂养大鼠可引起体重下降及 死亡，由这些发现而带动起来的研究工作使人类对这些物质有了较充分的了解。 蛋白酶抑制剂（Protease inhibitor）是一种小分子蛋白质，在体外试验中能与蛋白酶结 合，或抑制蛋白酶活性。一般讲，此种结合作用的速度很快，所形成的复合物非常稳定。来 自大豆分离得来的 Kunitz 抑制剂，是一种所谓的单头抑制剂，按化学计量 1:1 与胰蛋白酶结 合，显示出 2×102L·mol-1·s-1 的二级反应速度常数，在 pH=6.5 时的离解常数为 10-11M。另 一种被广泛研究的蛋白质为 Bowman-Birk 抑制剂，它也来自大豆，这是一种双头抑制剂， 能在两个独立的位置与一分子胰蛋白酶及一分子胰凝乳蛋白酶结合（图 11-1）
图 11-1 胰蛋白酶抑制物的结构与抑制位点 大部分有关酶抑制剂的研究都采用了牛胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶；以往曾假定这些酶足 以代表一般的哺乳类动物的蛋白酶，然而，目前已证明这种假定是错误的。用纯化的均一的 阳离子人胰蛋白酶作研究，其结果证明该酶确能很快地与 Bowman-Birk 抑制剂结合，但其 离解常数远大于相应的牛胰蛋白酶的复合物的离解常数，因此，在人体内它们所产生的酶抑 制作用可能较弱。此外，Kunitz 抑制剂使人胰蛋白酶失活的作用也是很弱的。 虽然对这些抑制剂的结构和作用方式已经用物理-生化方法进行了大量的研究，但是它 们在动物营养及毒理学方面的作用仍有相当大的部分是不清楚的。某些含有蛋白酶抑制剂的 生鲜食品，其营养价值之所以较低，可能与这些蛋白酶抑制剂能影响蛋白质水解有关，但该 结论尚未得到证实。当以纯化形式喂动物时，这些抑制剂的主要毒性反应为胰腺增大，这种 症状的意义还不清楚。由于加热可使这些蛋白酶抑制剂失活，因此，湿黄豆经过中等程度加 热处理后，营养价值的提高可能与此抑制剂的破坏有关（PER 从 1.3 提高至 2.6）。 各种血细胞凝集素（Hemagglutinins）也是蛋白质，它们都具有在试管内引起红细胞凝 集的能力。此效应对每一种血细胞凝集素都是高度特异的，它是通过与红细胞血浆膜结合而 产生的；血细胞凝集素曾被称为“植物血凝素”，这是由于它们与红细胞血浆膜结合的特异 性。植物血凝素还能剌激培养的细胞分裂，因此，已成为研究细胞膜结构和功能的工具。 已知血细胞凝集素有很多种类，但只有很少数已被分离出纯品。大部分血细胞凝集素是 糖蛋白，含碳水化合物约 4~10%，然而，最彻底鉴定的一种外源血细胞凝集素伴刀豆球蛋 白 A 并不含有碳水化合物成分。血细胞凝集素类中的某些纯化蛋白质当给动物喂食或注射 时，可导致死亡；最毒的是从蓖麻籽中分离出来的蓖麻毒素，大鼠的 LD50 是 5 g·kg-1。对 照之下，大豆与菜豆中的外源血凝集素的毒性比前者小 1000 倍，而小扁豆和豌豆之外源血 细胞凝集素是无毒的。对食品安全性重要的是，所有血细胞凝集素在湿热处理时均被破坏
图 11-1 胰蛋白酶抑制物的结构与抑制位点 大部分有关酶抑制剂的研究都采用了牛胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶；以往曾假定这些酶足 以代表一般的哺乳类动物的蛋白酶，然而，目前已证明这种假定是错误的。用纯化的均一的 阳离子人胰蛋白酶作研究，其结果证明该酶确能很快地与 Bowman-Birk 抑制剂结合，但其 离解常数远大于相应的牛胰蛋白酶的复合物的离解常数，因此，在人体内它们所产生的酶抑 制作用可能较弱。此外，Kunitz 抑制剂使人胰蛋白酶失活的作用也是很弱的。 虽然对这些抑制剂的结构和作用方式已经用物理-生化方法进行了大量的研究，但是它 们在动物营养及毒理学方面的作用仍有相当大的部分是不清楚的。某些含有蛋白酶抑制剂的 生鲜食品，其营养价值之所以较低，可能与这些蛋白酶抑制剂能影响蛋白质水解有关，但该 结论尚未得到证实。当以纯化形式喂动物时，这些抑制剂的主要毒性反应为胰腺增大，这种 症状的意义还不清楚。由于加热可使这些蛋白酶抑制剂失活，因此，湿黄豆经过中等程度加 热处理后，营养价值的提高可能与此抑制剂的破坏有关（PER 从 1.3 提高至 2.6）。 各种血细胞凝集素（Hemagglutinins）也是蛋白质，它们都具有在试管内引起红细胞凝 集的能力。此效应对每一种血细胞凝集素都是高度特异的，它是通过与红细胞血浆膜结合而 产生的；血细胞凝集素曾被称为“植物血凝素”，这是由于它们与红细胞血浆膜结合的特异 性。植物血凝素还能剌激培养的细胞分裂，因此，已成为研究细胞膜结构和功能的工具。 已知血细胞凝集素有很多种类，但只有很少数已被分离出纯品。大部分血细胞凝集素是 糖蛋白，含碳水化合物约 4~10%，然而，最彻底鉴定的一种外源血细胞凝集素伴刀豆球蛋 白 A 并不含有碳水化合物成分。血细胞凝集素类中的某些纯化蛋白质当给动物喂食或注射 时，可导致死亡；最毒的是从蓖麻籽中分离出来的蓖麻毒素，大鼠的 LD50 是 5 g·kg-1。对 照之下，大豆与菜豆中的外源血凝集素的毒性比前者小 1000 倍，而小扁豆和豌豆之外源血 细胞凝集素是无毒的。对食品安全性重要的是，所有血细胞凝集素在湿热处理时均被破坏
在干热处理时则不被破坏。 外源凝集素经加工后并未失活而引起人类中毒的例子已有报道，例如 1948 年，柏林发 生的集体中毒是由于食用了未煮透的豆片引起的。在不发达国家中由于食物短缺和寻找蛋白 质的其他来源，正在考虑食用豆粉与谷物的混合物。所以令人担忧的是，如烹煮不当，外源 凝集素将导致有害的效应。在我国屡有发生的豆角（四季豆、刀豆）中毒事件，就是由于食 用未经充分加热的相应食品后，产生的红细胞凝集素、皂苷中毒结果。 各种皂苷（Saponins）是糖苷类化合物，它们存在于多种植物中，有三种特性：苦味、 在水溶液中形成泡沫和使红细胞溶解。皂苷对鱼和其他水生冷血动物具有高度毒性，然而， 它们对高等动物的作用是不定的。根据结合于己糖、戊糖或糖醛酸的皂角苷配基的性质，可 将它们分为两类：皂角苷配基是固醇类（C27）和三萜烯化合物（C30）。人们对这类物质的 兴趣，主要是被它们的溶血作用引起的，但在考虑食品中如果存在微量的皂苷，则它们对人 体的毒性似乎并不重要。目前认为皂苷能通内源性胆固醇形成不溶性复合物，妨碍胆固醇的 再吸收、促进胆固醇的排泄，从而具有降低血清胆固醇的功能，可能成为一种重要的功能因 子。 12.1.2 硫代葡萄糖苷（Glycosinolates） 硫代葡萄糖苷是具有抗甲状腺作用的含硫葡萄糖苷，存在于十字花科的植物中，食品中 最重要的代表是芥属。含有此类糖苷的典型食品是卷心菜、花茎甘蓝、萝卜、芜菁甘蓝和芥 菜；含硫葡萄糖苷除了有抗甲状腺功能之外，它在水解后使这些植物具有刺激性气味，在食 品的风味化学中具有重要意义。虽然这些抗甲状腺物质在人类地方性甲状腺病因学中所起的 作用是很小的，但是含有它们的农产品被用作动物饲料时，对动物生长有不利的影响。 各种天然含硫糖苷已被鉴定的大约有 70 种，它们都与一种酶或多种酶同时存在，这种 酶能将其水解成糖苷配基、葡萄糖和亚硫酸盐。然而，这种酶在完整的组织中是没有活性的， 它的激活需要将组织破坏，例如将湿的、未经加热的组织压碎、切分。烧熟或煮沸过的食品， 例如卷心菜，含有完整的芥子苷。在糖苷配基中可发生分子间重新排列，产生异硫氰酸酯、 腈或硫氰酸酯等产物（图 11-2）。 O H HO H HO H SC H OH H OH R HO3SON O H HO H HO H H OH H OH HO + H2SO4 +RNCS (RCN, RSCN) 图 11-2 含硫代葡萄糖苷的水解产物 所有硫代葡萄糖苷含有 -D-硫代葡萄糖作为糖苷中的糖成分。在被压碎的植物中，糖 苷配基进一步代谢成为环硫化物衍生物。最近，提纯了一种环硫化剂蛋白质（Epithiospecifie Protein，ESP），它的分子量为 30,000~40,000，当它存在时，能将硫的反应导入硫代葡萄糖 苷中间体的末端不饱和的位置，产生环硫化合物（图 11-3），此反应也需要铁。 S NOSO3H CN S 葡萄糖 图 11-3 环硫腈的生成 对于长期低剂量食用硫代葡萄糖苷及其分解产物所造成的后果知道得也不多。最近的体 内试验表明，一种黑芥子苷（芥茉中的硫代葡萄糖苷）的水解产物异硫氰酸烯丙酯对大鼠有 致癌作用。异氰酸酯及异硫氰酸酯是烷化剂，环硫化物也是烷化剂，它们的作用与环氧化物
在干热处理时则不被破坏。 外源凝集素经加工后并未失活而引起人类中毒的例子已有报道，例如 1948 年，柏林发 生的集体中毒是由于食用了未煮透的豆片引起的。在不发达国家中由于食物短缺和寻找蛋白 质的其他来源，正在考虑食用豆粉与谷物的混合物。所以令人担忧的是，如烹煮不当，外源 凝集素将导致有害的效应。在我国屡有发生的豆角（四季豆、刀豆）中毒事件，就是由于食 用未经充分加热的相应食品后，产生的红细胞凝集素、皂苷中毒结果。 各种皂苷（Saponins）是糖苷类化合物，它们存在于多种植物中，有三种特性：苦味、 在水溶液中形成泡沫和使红细胞溶解。皂苷对鱼和其他水生冷血动物具有高度毒性，然而， 它们对高等动物的作用是不定的。根据结合于己糖、戊糖或糖醛酸的皂角苷配基的性质，可 将它们分为两类：皂角苷配基是固醇类（C27）和三萜烯化合物（C30）。人们对这类物质的 兴趣，主要是被它们的溶血作用引起的，但在考虑食品中如果存在微量的皂苷，则它们对人 体的毒性似乎并不重要。目前认为皂苷能通内源性胆固醇形成不溶性复合物，妨碍胆固醇的 再吸收、促进胆固醇的排泄，从而具有降低血清胆固醇的功能，可能成为一种重要的功能因 子。 12.1.2 硫代葡萄糖苷（Glycosinolates） 硫代葡萄糖苷是具有抗甲状腺作用的含硫葡萄糖苷，存在于十字花科的植物中，食品中 最重要的代表是芥属。含有此类糖苷的典型食品是卷心菜、花茎甘蓝、萝卜、芜菁甘蓝和芥 菜；含硫葡萄糖苷除了有抗甲状腺功能之外，它在水解后使这些植物具有刺激性气味，在食 品的风味化学中具有重要意义。虽然这些抗甲状腺物质在人类地方性甲状腺病因学中所起的 作用是很小的，但是含有它们的农产品被用作动物饲料时，对动物生长有不利的影响。 各种天然含硫糖苷已被鉴定的大约有 70 种，它们都与一种酶或多种酶同时存在，这种 酶能将其水解成糖苷配基、葡萄糖和亚硫酸盐。然而，这种酶在完整的组织中是没有活性的， 它的激活需要将组织破坏，例如将湿的、未经加热的组织压碎、切分。烧熟或煮沸过的食品， 例如卷心菜，含有完整的芥子苷。在糖苷配基中可发生分子间重新排列，产生异硫氰酸酯、 腈或硫氰酸酯等产物（图 11-2）。 O H HO H HO H SC H OH H OH R HO3SON O H HO H HO H H OH H OH HO + H2SO4 +RNCS (RCN, RSCN) 图 11-2 含硫代葡萄糖苷的水解产物 所有硫代葡萄糖苷含有 -D-硫代葡萄糖作为糖苷中的糖成分。在被压碎的植物中，糖 苷配基进一步代谢成为环硫化物衍生物。最近，提纯了一种环硫化剂蛋白质（Epithiospecifie Protein，ESP），它的分子量为 30,000~40,000，当它存在时，能将硫的反应导入硫代葡萄糖 苷中间体的末端不饱和的位置，产生环硫化合物（图 11-3），此反应也需要铁。 S NOSO3H CN S 葡萄糖 图 11-3 环硫腈的生成 对于长期低剂量食用硫代葡萄糖苷及其分解产物所造成的后果知道得也不多。最近的体 内试验表明，一种黑芥子苷（芥茉中的硫代葡萄糖苷）的水解产物异硫氰酸烯丙酯对大鼠有 致癌作用。异氰酸酯及异硫氰酸酯是烷化剂，环硫化物也是烷化剂，它们的作用与环氧化物
相似，特别在弱酸条件下更是如此。硫氰酸酯抑制碘吸收，因此具有抗甲状腺作用，在血碘 较低时抑制甲状腺对碘的吸收，使甲状腺发生代谢性肿大；此外腈类分解产物也有毒。 在膳食中碘的供应量充足时，正常的使用十字花科植物不会造成甲状腺肿大问题，因为 发现硫代葡萄糖苷类化合物并不妨碍甲状腺素的合成。 12.1.3 氰（Cyanogens） 微量氰化物广泛分布于植物中，它的主要的形式是生氰的葡萄糖苷，这类糖苷均呈 - 构型。在可食用植物中，检验出三种葡萄糖苷：苦杏仁苷（苯甲醛氰醇葡萄糖苷），蜀黍氰 苷（对-羟基苯甲醛氰醇葡萄糖苷）和亚麻苦苷（丙酮氰醇葡萄糖苷）。苦杏仁苷存在于苦杏 仁和其他果仁中，蜀黍氰苷存在于高梁和有关草类中；亚麻苦苷存在于豆类植物、亚麻仁和 木薯中。已有报道，每 100g 未成熟竹笋内含有高达 245mg 的 HCN（生氰的葡萄糖苷的降 解产物）。人类 HCN 的致死量在 0.5~3.5 mg/kg 体重，偶有人们因摄入足够量的生氰食品而 引起中毒死亡的实例。有人提出，经常食用少量生氰食品可能引起慢性中毒，但尚未得到证 实。 亚麻苦苷的水解见图 11.4。当食品被捣碎时，细胞破裂而引发了酶的作用。水解酶存在 于细胞外，一旦细胞壁屏障破裂，水解酶即与细胞内氰结合，产生 HCN。众所周知，捣碎 的木薯根是相当毒的。 以往认为硫氰酸酶的主要功能在于防止氰化物的中毒；然而，现已发现它仅能防止低剂 量 HCN 引起的中毒。其他的发现，例如硫氰酸酶在组织中的分布情况和它的亚细胞定位， 使人们对此酶的作用重新作了研究。目前认为，该酶是调节硫烷库的多酶体系的一个部分。 O H HO H HO H H OH H OH O H HO H HO H H OH H OH H3C CH3 HO CN + H3C CH3 OH CN H3C CH3 O + HCN 图 11-4 亚麻苦苷的水解 12.1.4 棉酚（Gossypol） HO HO CHO OH OHC OH OH OH 图 11-5 棉酚的化学结构 棉酚（图 11-5）和几种密切相关的色素存在于棉子的色素腺中，含量为 0.4~1.7%。这 是一种高度活泼的物质，在家畜和实验动物中能引起许多症状，例如生殖障碍问题、肝损伤、 中枢神经系统损伤。它也能使棉籽粉的营养价值降低，棉籽粉是人类日益重要的蛋白质资源。 现在正在通过植物育种发展无腺体、无棉酚的棉子，所以因为棉酚而引起的食品安全性问题 不是十分严峻。 12.1.5 植物抗毒素（Phytoalexins） 植物抗毒素常被称之为“应激性代谢产物”，它们是植物的次级代谢产物，是在诸如霉 菌感染、紫外线（UV）、寒冷、重金属盐类处理及外伤等应激情况下生成的产物，其中有许 多已被分离出来，并且对其化学结构作了鉴定。至今为止，几乎所有的研究都涉及到豆科和 茄科的某些品种。最初的研究是在受霉菌感染的豌豆和菜豆中进行的，在这些植物中，分别 分离出豌豆素和腰豆蛋白等化合物（图 11-6）
相似，特别在弱酸条件下更是如此。硫氰酸酯抑制碘吸收，因此具有抗甲状腺作用，在血碘 较低时抑制甲状腺对碘的吸收，使甲状腺发生代谢性肿大；此外腈类分解产物也有毒。 在膳食中碘的供应量充足时，正常的使用十字花科植物不会造成甲状腺肿大问题，因为 发现硫代葡萄糖苷类化合物并不妨碍甲状腺素的合成。 12.1.3 氰（Cyanogens） 微量氰化物广泛分布于植物中，它的主要的形式是生氰的葡萄糖苷，这类糖苷均呈 - 构型。在可食用植物中，检验出三种葡萄糖苷：苦杏仁苷（苯甲醛氰醇葡萄糖苷），蜀黍氰 苷（对-羟基苯甲醛氰醇葡萄糖苷）和亚麻苦苷（丙酮氰醇葡萄糖苷）。苦杏仁苷存在于苦杏 仁和其他果仁中，蜀黍氰苷存在于高梁和有关草类中；亚麻苦苷存在于豆类植物、亚麻仁和 木薯中。已有报道，每 100g 未成熟竹笋内含有高达 245mg 的 HCN（生氰的葡萄糖苷的降 解产物）。人类 HCN 的致死量在 0.5~3.5 mg/kg 体重，偶有人们因摄入足够量的生氰食品而 引起中毒死亡的实例。有人提出，经常食用少量生氰食品可能引起慢性中毒，但尚未得到证 实。 亚麻苦苷的水解见图 11.4。当食品被捣碎时，细胞破裂而引发了酶的作用。水解酶存在 于细胞外，一旦细胞壁屏障破裂，水解酶即与细胞内氰结合，产生 HCN。众所周知，捣碎 的木薯根是相当毒的。 以往认为硫氰酸酶的主要功能在于防止氰化物的中毒；然而，现已发现它仅能防止低剂 量 HCN 引起的中毒。其他的发现，例如硫氰酸酶在组织中的分布情况和它的亚细胞定位， 使人们对此酶的作用重新作了研究。目前认为，该酶是调节硫烷库的多酶体系的一个部分。 O H HO H HO H H OH H OH O H HO H HO H H OH H OH H3C CH3 HO CN + H3C CH3 OH CN H3C CH3 O + HCN 图 11-4 亚麻苦苷的水解 12.1.4 棉酚（Gossypol） HO HO CHO OH OHC OH OH OH 图 11-5 棉酚的化学结构 棉酚（图 11-5）和几种密切相关的色素存在于棉子的色素腺中，含量为 0.4~1.7%。这 是一种高度活泼的物质，在家畜和实验动物中能引起许多症状，例如生殖障碍问题、肝损伤、 中枢神经系统损伤。它也能使棉籽粉的营养价值降低，棉籽粉是人类日益重要的蛋白质资源。 现在正在通过植物育种发展无腺体、无棉酚的棉子，所以因为棉酚而引起的食品安全性问题 不是十分严峻。 12.1.5 植物抗毒素（Phytoalexins） 植物抗毒素常被称之为“应激性代谢产物”，它们是植物的次级代谢产物，是在诸如霉 菌感染、紫外线（UV）、寒冷、重金属盐类处理及外伤等应激情况下生成的产物，其中有许 多已被分离出来，并且对其化学结构作了鉴定。至今为止，几乎所有的研究都涉及到豆科和 茄科的某些品种。最初的研究是在受霉菌感染的豌豆和菜豆中进行的，在这些植物中，分别 分离出豌豆素和腰豆蛋白等化合物（图 11-6）
O O O O H3CO OH O O H3CO O 豌豆素 菜豆球蛋白 O O O O O O OCH3 甘薯黑疤霉酮 1-甲氧基咖啡因 图 11-6 一些植物抗毒素 从那时起，已分离出许多植物抗毒素，它们包括番薯酮（甘薯）、蚕豆酮（蚕豆）和咖 啡因（芹菜）。咖啡因能产生皮肤光敏，家畜喂以有枯萎病（含咖啡因）的甘薯能引起肺水 肿和死亡。豌豆素和菜豆球蛋白在试管中能使红血球分解；但是对其在体内的毒性则知之不 多。对长期低剂量接触植物抗毒素时所产生的结果还不清楚。 12.1.6 双稠吡咯啶生物碱类（Alkaloids） 此类生物碱广泛分布于植物界，在很多种属中均能发现，例如紫草科、菊科和豆科。已 分离并定出结构的超过 150 种。它们的基本环状结构可见图 11-7。 含有这些物质的植物在美国的东南部和西部很易生长，并与牲畜的大量死亡有关。1972 年，在 Oregon 由于食用了荚狗舌草而损失的马和牛的价值估计有 2000 万美元。与此有关的 生物碱导致肝脏静脉闭塞，有时引起肺部中毒，最近某些生物碱已被证实有致癌作用。此类 生物碱可通过茶进入人体，也可作为麦田的污染物而进入人体，近年来蜂蜜中也有发现。在 非洲和阿富汗发生过大规模的双稠吡咯啶生物碱中毒，在阿富汗有 1,700 人发病。这种病与 Reyes 综合症相似。一般认为，母体化合物必须先代谢成吡咯中间产物才产生毒性。 N RO OR 图 11-7 双稠吡咯啶生物碱的基本结构 含有生物碱的植物一般不作为人类的食品，对人类影响最重要的恐怕是土豆中的龙葵素（茄 碱，图 11-8），在变青、发芽的土豆中含量较高，不同部位的含量也不一样（见表 11-3）； 误食后会出现呕吐、腹泻症状，严重时心肺功能衰竭而死亡；龙葵素在一些毒蕈类中有存在。 此外咖啡因也是一种生物碱，但毒性较小，研究发现当孕妇摄入过多的咖啡因时胎儿畸形率 提高。 N OH O O O CH2OH O OH O OH OH CH2OH OH O O OH OH CH3 图 11-8 龙葵素的化学结构 表 11-3 发芽土豆中龙葵素的含量 部位 含量（mg/g） 部位 含量（mg/g）
O O O O H3CO OH O O H3CO O 豌豆素 菜豆球蛋白 O O O O O O OCH3 甘薯黑疤霉酮 1-甲氧基咖啡因 图 11-6 一些植物抗毒素 从那时起，已分离出许多植物抗毒素，它们包括番薯酮（甘薯）、蚕豆酮（蚕豆）和咖 啡因（芹菜）。咖啡因能产生皮肤光敏，家畜喂以有枯萎病（含咖啡因）的甘薯能引起肺水 肿和死亡。豌豆素和菜豆球蛋白在试管中能使红血球分解；但是对其在体内的毒性则知之不 多。对长期低剂量接触植物抗毒素时所产生的结果还不清楚。 12.1.6 双稠吡咯啶生物碱类（Alkaloids） 此类生物碱广泛分布于植物界，在很多种属中均能发现，例如紫草科、菊科和豆科。已 分离并定出结构的超过 150 种。它们的基本环状结构可见图 11-7。 含有这些物质的植物在美国的东南部和西部很易生长，并与牲畜的大量死亡有关。1972 年，在 Oregon 由于食用了荚狗舌草而损失的马和牛的价值估计有 2000 万美元。与此有关的 生物碱导致肝脏静脉闭塞，有时引起肺部中毒，最近某些生物碱已被证实有致癌作用。此类 生物碱可通过茶进入人体，也可作为麦田的污染物而进入人体，近年来蜂蜜中也有发现。在 非洲和阿富汗发生过大规模的双稠吡咯啶生物碱中毒，在阿富汗有 1,700 人发病。这种病与 Reyes 综合症相似。一般认为，母体化合物必须先代谢成吡咯中间产物才产生毒性。 N RO OR 图 11-7 双稠吡咯啶生物碱的基本结构 含有生物碱的植物一般不作为人类的食品，对人类影响最重要的恐怕是土豆中的龙葵素（茄 碱，图 11-8），在变青、发芽的土豆中含量较高，不同部位的含量也不一样（见表 11-3）； 误食后会出现呕吐、腹泻症状，严重时心肺功能衰竭而死亡；龙葵素在一些毒蕈类中有存在。 此外咖啡因也是一种生物碱，但毒性较小，研究发现当孕妇摄入过多的咖啡因时胎儿畸形率 提高。 N OH O O O CH2OH O OH O OH OH CH2OH OH O O OH OH CH3 图 11-8 龙葵素的化学结构 表 11-3 发芽土豆中龙葵素的含量 部位 含量（mg/g） 部位 含量（mg/g）
外皮 0.3~0.64 嫩芽 4.2~7.3 内皮 0.15 叶 0.55~0.6 肉质 0.012~0.1 茎 0.023~0.33 整体 0.075 花 2.15~4.15 双稠吡咯啶生物碱只是众多植物生物碱的一部分，它们在植物中的含量同其它的生物碱 一样很低，共同特征还包括均有苦味。食品中常见的生物碱的定性鉴别，可以采用生物碱同 不同化学试剂的显色反应来识别，下表列出几个典型的生物碱显色反应特征，其中一些是它 们的特有反应。 表 11-4 常见生物碱的显色反应 生物碱 显 色 试 剂 矾硫酸 钼硫酸 甲醛硫酸 硝硫酸 士的宁 蓝紫色 无色 无色，加热变棕绿 淡黄色 吗啡 红→蓝紫色(特有) 紫色(特有) 紫色(特有) 红色 阿托品 红色→黄色 无色 微棕色，加热变浅绿 无色 钩吻碱 紫→紫红色 黄棕色→淡紫红色 - - 乌头碱 淡棕色→橙色 黄棕色 无色 紫色 烟碱 无色 无色→黄色→微红白色 无色 无色→黄色→红色 马钱子碱 淡红色 红色→黄色→无色 淡红色 血红→黄色(特有) 12.1.7 其他植物性毒物 表 11-2 所列举的其他植物性毒物仅和那些有着非同寻常的摄入方式、或对这些毒物有 特殊敏感性的有限人群有关。人类的神经性山黧豆中毒是一种由于脊髓退行性病变引起的跛 行性疾病，已知仅发生于印度，该病与摄入某种草香豌豆有关，其致病因子还不清楚。例如 有毒氨基酸存在于有害的植物中，它们已被证明在动物中能产生在某方面与人类神经性山黧 豆中毒症状相似的病变。因此这些有毒氨基酸被怀疑与引起神经性山黧豆中毒有关，但未证 实。 毒素对每个摄入者均引起毒性反应，而食物过敏源则不然，它们所引起不良反应并非由 于其固有的毒性，而是因为它可以在敏感人群中引起过敏反应。在过敏人群中能产生过敏反 应的食物成分的范围是非常广宽的，实际上包括所有食品。 苏铁素代表另一种问题。这种化合物，即甲基氧化偶氮甲醇的糖苷，是多种植物的正常 组成成分，这些植物在太平洋区域及日本的一部分人群中作为应急的淀粉来源。虽然它在动 物中有很强的致癌作用，但是传统的加工淀粉的方法似乎能有效地去除毒性物质。因此，这 种化合物对人类的食品安全的重要性不能肯定。 蚕豆病是人类的一种临床综合症，包括急性溶血性贫血和相关的症状，它是由摄入蚕豆 或吸入此种植物的花粉而引起。该病明显地集中于地中海地区海岛或沿海地区，它的病因被 归之于先天性的代谢障碍，并随种族而分布。敏感个体的红血球中缺乏葡萄糖-11-磷酸脱氢 酶，使机体对蚕豆中的活性物质过敏，产生急性溶血疾病。在蚕豆中已分离出嘧啶葡萄糖苷， 它经水解所生成的糖苷配基会造成红细胞谷胱甘肽缺乏。这最终导致细胞不能对进一步的氧 化作用起反应。此种 -葡萄糖苷的结构可参见图 11-9
外皮 0.3~0.64 嫩芽 4.2~7.3 内皮 0.15 叶 0.55~0.6 肉质 0.012~0.1 茎 0.023~0.33 整体 0.075 花 2.15~4.15 双稠吡咯啶生物碱只是众多植物生物碱的一部分，它们在植物中的含量同其它的生物碱 一样很低，共同特征还包括均有苦味。食品中常见的生物碱的定性鉴别，可以采用生物碱同 不同化学试剂的显色反应来识别，下表列出几个典型的生物碱显色反应特征，其中一些是它 们的特有反应。 表 11-4 常见生物碱的显色反应 生物碱 显 色 试 剂 矾硫酸 钼硫酸 甲醛硫酸 硝硫酸 士的宁 蓝紫色 无色 无色，加热变棕绿 淡黄色 吗啡 红→蓝紫色(特有) 紫色(特有) 紫色(特有) 红色 阿托品 红色→黄色 无色 微棕色，加热变浅绿 无色 钩吻碱 紫→紫红色 黄棕色→淡紫红色 - - 乌头碱 淡棕色→橙色 黄棕色 无色 紫色 烟碱 无色 无色→黄色→微红白色 无色 无色→黄色→红色 马钱子碱 淡红色 红色→黄色→无色 淡红色 血红→黄色(特有) 12.1.7 其他植物性毒物 表 11-2 所列举的其他植物性毒物仅和那些有着非同寻常的摄入方式、或对这些毒物有 特殊敏感性的有限人群有关。人类的神经性山黧豆中毒是一种由于脊髓退行性病变引起的跛 行性疾病，已知仅发生于印度，该病与摄入某种草香豌豆有关，其致病因子还不清楚。例如 有毒氨基酸存在于有害的植物中，它们已被证明在动物中能产生在某方面与人类神经性山黧 豆中毒症状相似的病变。因此这些有毒氨基酸被怀疑与引起神经性山黧豆中毒有关，但未证 实。 毒素对每个摄入者均引起毒性反应，而食物过敏源则不然，它们所引起不良反应并非由 于其固有的毒性，而是因为它可以在敏感人群中引起过敏反应。在过敏人群中能产生过敏反 应的食物成分的范围是非常广宽的，实际上包括所有食品。 苏铁素代表另一种问题。这种化合物，即甲基氧化偶氮甲醇的糖苷，是多种植物的正常 组成成分，这些植物在太平洋区域及日本的一部分人群中作为应急的淀粉来源。虽然它在动 物中有很强的致癌作用，但是传统的加工淀粉的方法似乎能有效地去除毒性物质。因此，这 种化合物对人类的食品安全的重要性不能肯定。 蚕豆病是人类的一种临床综合症，包括急性溶血性贫血和相关的症状，它是由摄入蚕豆 或吸入此种植物的花粉而引起。该病明显地集中于地中海地区海岛或沿海地区，它的病因被 归之于先天性的代谢障碍，并随种族而分布。敏感个体的红血球中缺乏葡萄糖-11-磷酸脱氢 酶，使机体对蚕豆中的活性物质过敏，产生急性溶血疾病。在蚕豆中已分离出嘧啶葡萄糖苷， 它经水解所生成的糖苷配基会造成红细胞谷胱甘肽缺乏。这最终导致细胞不能对进一步的氧 化作用起反应。此种 -葡萄糖苷的结构可参见图 11-9
N H2N N NH2 OH OGLU N HO N NH2 OH OGLU 蚕豆嘧啶葡萄糖 伴蚕豆嘧啶葡萄糖 图 11-9 从蚕豆中分离出的嘧啶葡萄糖苷 12.1.8 植酸盐、草酸盐（Phytin and oxalates） 植酸盐即环己醇六磷酸盐（图 11-10），是植物组织中贮存磷元素的一种重要方式，在谷 物、豆类和硬果中含量较高，特别是荞麦、玉米、燕麦，一般植物中总磷的 60~80%为植酸 磷。 植酸盐本身对人体无害，但是它可以与钙、镁、铁、锌等形成难溶性盐类，妨碍人体对 矿物质的利用，所以是一种抗营养因子。植酸盐的化学稳定性较高，烹调时只有部分被破坏； 在发酵食品中植酸盐被水解，主要是植酸酶的作用，但植酸酶的热稳定性较差，受温度、pH 等因素的影响大，容易失活。 草酸盐大量存在于菠菜、茶叶等水果、蔬菜中，在大量摄入时不仅会妨碍人体对矿物质 的利用，而且会对肾脏产生影响，所以它也是一种抗营养因子。 OPO3H OPO3H OPO3H OPO3H OPO3H OPO3H 2 5 4 6 1 3 图 11-10 植酸的化学结构 对广大的消费者来讲，经过长期的食用历史，植物食品的安全性基本是有保障的；虽然 植物组织中存在一些不安全的因素（例如一些植物成分对动物是致癌物），但在正常的饮食 情况下，现在只有很少的几种固有植物毒素会对人体有实际的毒性作用，所以在经过正常的 加工处理以后，植物食品的安全性可以得到保证。 在植物组织中存在的有毒物质还包括秋水仙碱（生鲜黄花菜中）、桐酸-异桐酸（桐油籽 中）、银杏酸-银杏酚（银杏中）、大麻酚类（大麻子中）、蓖麻碱（蓖麻籽中）、毒芹碱（毒 芹中）、莨菪碱（曼陀罗中）等。 12.2 动物性毒素 有毒动物是指它们的组织是有毒的或进食后能引起反应的那些动物，它们几乎均为海产 品。由于人们目前正在开发海洋，从海洋中获取新的动物蛋白质的来源，而海洋中频繁发生 的赤潮（red tide）又使得一些有毒物质在生物体内蓄积，因此，食用海洋动物应有一定的食 品安全知识。目前已知 1,000 种以上的海洋生物是有毒的或能分泌毒液的，其中许多是可食 用的，或者能进入食物链。产生毒性的毒素在化学和毒理学方面变化很大。有些毒素是大分 子量的蛋白质；有些则是小分子的胍类化合物，其中大部分尚未被分离或纯化。 由海洋动物引起的中毒主要有两大类：鱼中毒（含有毒组织的鱼类所引起）和贝壳类中 毒（不洁水质区生长的贝壳类所引起），分别称之为鱼毒素中毒和麻痹性贝壳中毒。另外在 海洋动物中，北极熊等的肝脏富含维生素 A，所以大量食用时可以引起维生素 A 的中毒， 但是并不能将维生素 A 作为食品中的毒素。 12.2.1 麻痹性贝壳类中毒 此类中毒一般是由于食用贝类（如蛤肉）或淡菜而引起的，这些蛤类或淡菜曾摄入有毒
N H2N N NH2 OH OGLU N HO N NH2 OH OGLU 蚕豆嘧啶葡萄糖 伴蚕豆嘧啶葡萄糖 图 11-9 从蚕豆中分离出的嘧啶葡萄糖苷 12.1.8 植酸盐、草酸盐（Phytin and oxalates） 植酸盐即环己醇六磷酸盐（图 11-10），是植物组织中贮存磷元素的一种重要方式，在谷 物、豆类和硬果中含量较高，特别是荞麦、玉米、燕麦，一般植物中总磷的 60~80%为植酸 磷。 植酸盐本身对人体无害，但是它可以与钙、镁、铁、锌等形成难溶性盐类，妨碍人体对 矿物质的利用，所以是一种抗营养因子。植酸盐的化学稳定性较高，烹调时只有部分被破坏； 在发酵食品中植酸盐被水解，主要是植酸酶的作用，但植酸酶的热稳定性较差，受温度、pH 等因素的影响大，容易失活。 草酸盐大量存在于菠菜、茶叶等水果、蔬菜中，在大量摄入时不仅会妨碍人体对矿物质 的利用，而且会对肾脏产生影响，所以它也是一种抗营养因子。 OPO3H OPO3H OPO3H OPO3H OPO3H OPO3H 2 5 4 6 1 3 图 11-10 植酸的化学结构 对广大的消费者来讲，经过长期的食用历史，植物食品的安全性基本是有保障的；虽然 植物组织中存在一些不安全的因素（例如一些植物成分对动物是致癌物），但在正常的饮食 情况下，现在只有很少的几种固有植物毒素会对人体有实际的毒性作用，所以在经过正常的 加工处理以后，植物食品的安全性可以得到保证。 在植物组织中存在的有毒物质还包括秋水仙碱（生鲜黄花菜中）、桐酸-异桐酸（桐油籽 中）、银杏酸-银杏酚（银杏中）、大麻酚类（大麻子中）、蓖麻碱（蓖麻籽中）、毒芹碱（毒 芹中）、莨菪碱（曼陀罗中）等。 12.2 动物性毒素 有毒动物是指它们的组织是有毒的或进食后能引起反应的那些动物，它们几乎均为海产 品。由于人们目前正在开发海洋，从海洋中获取新的动物蛋白质的来源，而海洋中频繁发生 的赤潮（red tide）又使得一些有毒物质在生物体内蓄积，因此，食用海洋动物应有一定的食 品安全知识。目前已知 1,000 种以上的海洋生物是有毒的或能分泌毒液的，其中许多是可食 用的，或者能进入食物链。产生毒性的毒素在化学和毒理学方面变化很大。有些毒素是大分 子量的蛋白质；有些则是小分子的胍类化合物，其中大部分尚未被分离或纯化。 由海洋动物引起的中毒主要有两大类：鱼中毒（含有毒组织的鱼类所引起）和贝壳类中 毒（不洁水质区生长的贝壳类所引起），分别称之为鱼毒素中毒和麻痹性贝壳中毒。另外在 海洋动物中，北极熊等的肝脏富含维生素 A，所以大量食用时可以引起维生素 A 的中毒， 但是并不能将维生素 A 作为食品中的毒素。 12.2.1 麻痹性贝壳类中毒 此类中毒一般是由于食用贝类（如蛤肉）或淡菜而引起的，这些蛤类或淡菜曾摄入有毒
的涡鞭毛藻，并有效地浓缩其所含的毒素。当海洋局部条件适合涡鞭毛藻类生长而超过正常 数量时，海水发生被称为“赤潮”的异常现象，这种环境中生长的贝类就变得具有毒性，例 如以浮游植物为食料的贻贝类、文蛤类、牡蛎、扇贝等的中肠腺中就是毒素的主要蓄积所在， 此外，其它属或科的藻类也可能是有毒的。这种毒素已经从鞭毛藻的培养物和有毒的贝壳中 分离和纯化。纯化的毒素的化学分子式为 C10H17N7O4·2HCI，它被称为石房蛤毒素。石房蛤 毒素对热稳定，烹饪时并不破坏。各种不同的涡鞭毛藻还分泌其它的毒素，其中有很多是与 石房蛤毒素密切相关的。它们均已被分离，并在结构上作了鉴定。还曾经从淡水中的蓝绿藻 中分离到石房蛤毒素。 鼠对此纯化毒素之 LD50 为 9 g·kg-1 体重（腹腔内注射），估计人类致死量在 1~4 mg 之 间。这种毒素抑制位于脑中的呼吸和心血管调节中枢，常由于呼吸衰竭而引起死亡。在大多 数中毒事件中死亡率为 1~10%。 到目前已知在西半球与麻痹性贝类中毒有关的软体动物包括有：贻贝、石房蛤、开口蛤、 原壳贻贝、蛤蜊、海螂、笠贝、偏顶蛤、白鸟蛤、巨蛎等。 12.2.2 鱼毒素 已知约有 500 种海洋鱼类在被人类摄入后会引起人类中毒，而其中多种是食用鱼。进食 这些鱼后的中毒症状各不相同，常以有关鱼的种类命名，例如肉毒鱼类毒素、河豚鱼毒素等 （见表 11-5）。在下面选出几个重要的例子来说明鱼中毒问题的一般特点。 表 11-5 海洋产品中有代表性毒性鱼类 毒素 鱼类名称 毒素 鱼类名称 肉毒鱼类毒素 隆头鱼 鲭鱼毒素 金枪鱼 颊纹鼻鱼 长鳍金枪鱼 红鳍笛鲷 灰鲭 鳝海科 鲣鱼 鲹科 太平洋竹筴鱼 鲳科黄鳍鱼 鲱鱼毒素 鳀鱼 鳞豚鱼 鲱鱼 鲹科蓝鹦嘴鱼 小沙丁鱼 河豚毒素 虫纹东方河豚鱼 海龟类毒素 海龟 其它河豚鱼 幻觉性鱼毒素 梭鱼 N N HOH2C HO HO OH O O O- NH2 + N N N N +H2N NH2 + O O O O O O R O O O O OH HO O O HO NH2 O 扇贝毒素 1 扇贝毒素 2 扇贝毒素 3 R=CH2OH R=CH 3 R=CHO 石房蛤毒素 河豚毒素 OH OH 图 11-11 存在于鱼、贝类中的一些毒素的化学结构 肉毒鱼类中毒是鱼类中毒中最常见的，它可发生于进食各种经常食用的鱼类之后，例如
的涡鞭毛藻，并有效地浓缩其所含的毒素。当海洋局部条件适合涡鞭毛藻类生长而超过正常 数量时，海水发生被称为“赤潮”的异常现象，这种环境中生长的贝类就变得具有毒性，例 如以浮游植物为食料的贻贝类、文蛤类、牡蛎、扇贝等的中肠腺中就是毒素的主要蓄积所在， 此外，其它属或科的藻类也可能是有毒的。这种毒素已经从鞭毛藻的培养物和有毒的贝壳中 分离和纯化。纯化的毒素的化学分子式为 C10H17N7O4·2HCI，它被称为石房蛤毒素。石房蛤 毒素对热稳定，烹饪时并不破坏。各种不同的涡鞭毛藻还分泌其它的毒素，其中有很多是与 石房蛤毒素密切相关的。它们均已被分离，并在结构上作了鉴定。还曾经从淡水中的蓝绿藻 中分离到石房蛤毒素。 鼠对此纯化毒素之 LD50 为 9 g·kg-1 体重（腹腔内注射），估计人类致死量在 1~4 mg 之 间。这种毒素抑制位于脑中的呼吸和心血管调节中枢，常由于呼吸衰竭而引起死亡。在大多 数中毒事件中死亡率为 1~10%。 到目前已知在西半球与麻痹性贝类中毒有关的软体动物包括有：贻贝、石房蛤、开口蛤、 原壳贻贝、蛤蜊、海螂、笠贝、偏顶蛤、白鸟蛤、巨蛎等。 12.2.2 鱼毒素 已知约有 500 种海洋鱼类在被人类摄入后会引起人类中毒，而其中多种是食用鱼。进食 这些鱼后的中毒症状各不相同，常以有关鱼的种类命名，例如肉毒鱼类毒素、河豚鱼毒素等 （见表 11-5）。在下面选出几个重要的例子来说明鱼中毒问题的一般特点。 表 11-5 海洋产品中有代表性毒性鱼类 毒素 鱼类名称 毒素 鱼类名称 肉毒鱼类毒素 隆头鱼 鲭鱼毒素 金枪鱼 颊纹鼻鱼 长鳍金枪鱼 红鳍笛鲷 灰鲭 鳝海科 鲣鱼 鲹科 太平洋竹筴鱼 鲳科黄鳍鱼 鲱鱼毒素 鳀鱼 鳞豚鱼 鲱鱼 鲹科蓝鹦嘴鱼 小沙丁鱼 河豚毒素 虫纹东方河豚鱼 海龟类毒素 海龟 其它河豚鱼 幻觉性鱼毒素 梭鱼 N N HOH2C HO HO OH O O O- NH2 + N N N N +H2N NH2 + O O O O O O R O O O O OH HO O O HO NH2 O 扇贝毒素 1 扇贝毒素 2 扇贝毒素 3 R=CH2OH R=CH 3 R=CHO 石房蛤毒素 河豚毒素 OH OH 图 11-11 存在于鱼、贝类中的一些毒素的化学结构 肉毒鱼类中毒是鱼类中毒中最常见的，它可发生于进食各种经常食用的鱼类之后，例如
鲳鱼、海鲈鱼或鲷鱼。这种性质的中毒与食物链有关，毒素显然来自蓝绿藻，它可直接进入 食草鱼，并间接进入食肉鱼类。此毒素已被分离成纯品，它的经验分子式为 C35H65NO8。鼠 的 LD50 为 80 g·kg-1 体重，但是毒素的确切作用形式仍然是不清楚的，中毒病人的死亡表现 为心血管系统的衰竭。 鲱鱼中毒有时发生在进食某种鲱鱼、鲭鱼、海鲢或北梭鱼之后，在加勒比海地区较多见。 毒素产生的方式可能与肉毒鱼类中毒相似，但是毒素来源及性质仍然是不清楚的。中毒时的 临床综合症已被充分地鉴定其特征，死亡常见。 河豚鱼中毒可能是最为公众所了解的、研究最多的一类鱼中毒情况。河豚科的鱼类大多 有毒，所以河豚鱼通常并不作为食用鱼，但是在日本经特殊处理后河豚被食用，因而偶有中 毒致死的事件发生，在我国有关河豚鱼中毒一般是由于不认识河豚鱼而误食。所有鱼毒素中， 河豚鱼毒素（Tetrodotoxin）可能是最有毒的。毒素主要存在于卵巢、肝脏、肾脏、血液、 眼睛、鳃和皮肤中；毒素对热的稳定性较高，100℃、4h 或 120℃、60min 才可将其完全破 坏。中毒的早期症状为口渴、口唇、手指发麻，然后为肠胃道症状，最后发展到麻痹、瘫痪、 体温下降、死亡。中毒的死亡率很高，约在 40~60%，时间短的约 1h，长时间的不过 8h。 河豚毒素的毒性非常强，小鼠腹腔注射的 LD50 为 8 g·kg-1，中毒机制可能与其妨碍钠离子 的膜透过性、阻碍了神经和肌肉的兴奋传达有关。要注意的是，河豚毒素并不是只存在于河 豚中，在一些海螺、海星、其它鱼中均有发现。 另外，鱼类含有丰富的组氨酸，鱼类存放时由于细菌的作用会生成大量的组胺，当其含 量达到 1~4 mg·g-1 时，就会使食用者中毒，但发病虽快，症状较轻，恢复得也快。一般症状 为头晕、头痛、呼吸急迫，少数有恶心、呕吐腹痛、腹泻等反应，1~2 天后症状消逝。这被 认为是一种过敏性食物中毒，而具有组氨酸脱羧酶的细菌包括大肠埃希氏菌、产气荚膜梭菌 等。 鱼类中毒还包括因所摄入的组织中含有有毒物质（如鱼卵毒素）或过多的某种成分（如 鱼肝中毒有过量的维生素 A 引起）。 从以上少数例子可以看出，对海洋动物毒素的存在及性质有必要作进一步的研究，这些 资料有助于决定哪些海洋鱼类能被安全地食用，而哪些则不能。另外，需指出的是对海洋生 物毒素的研究，并不只有食品科学家，由于这些毒素具有特殊的生理作用，目前更多的研究 者是药物学家，在未来的药物中海洋药物将扮演着重要的角色。 12.3 微生物毒素（Microbial toxins） 根据微生物的种类可以将食品中常见的微生物毒素分为两大类：霉菌毒素、细菌毒素。 此外，由于蕈类与霉菌属于真菌，所以对有毒蕈中存在的环肽毒素也在本章节作一般介绍 12.3.1 霉菌毒素（Mycotoxins） 霉菌孢子普遍存在于自然界，它们在食品及饲料上很容易生长、繁殖，在潮湿条件下更 是如此。虽然很早以前就认识到食物或饲料感染真菌、发生霉变使产品产生不愉快的味道和 其他不期望有的变化，但是对霉菌生长的其他后果，只是在最近的几十年才受到应有的重视。 一些霉菌在生长期间具有合成有毒物质的能力，当人或动物食用含有这些有毒物质的食品或 饲料时，会引起各种中毒症状。这类有毒物质通常被称为霉菌毒素，它们所产生的中毒症状 称为霉中毒症。 霉菌毒素是一些小分子的有机化合物，几乎所有的毒素分子量小于 500。目前已经发现 约有 50 个属的霉菌能产生毒素，但其中大多数的毒素代谢物对动物或人类的疾病无关，只 有 3 个属的霉菌会产生对人或动物有致病作用的毒素，它们是曲霉属、镰刀霉属、青霉属
鲳鱼、海鲈鱼或鲷鱼。这种性质的中毒与食物链有关，毒素显然来自蓝绿藻，它可直接进入 食草鱼，并间接进入食肉鱼类。此毒素已被分离成纯品，它的经验分子式为 C35H65NO8。鼠 的 LD50 为 80 g·kg-1 体重，但是毒素的确切作用形式仍然是不清楚的，中毒病人的死亡表现 为心血管系统的衰竭。 鲱鱼中毒有时发生在进食某种鲱鱼、鲭鱼、海鲢或北梭鱼之后，在加勒比海地区较多见。 毒素产生的方式可能与肉毒鱼类中毒相似，但是毒素来源及性质仍然是不清楚的。中毒时的 临床综合症已被充分地鉴定其特征，死亡常见。 河豚鱼中毒可能是最为公众所了解的、研究最多的一类鱼中毒情况。河豚科的鱼类大多 有毒，所以河豚鱼通常并不作为食用鱼，但是在日本经特殊处理后河豚被食用，因而偶有中 毒致死的事件发生，在我国有关河豚鱼中毒一般是由于不认识河豚鱼而误食。所有鱼毒素中， 河豚鱼毒素（Tetrodotoxin）可能是最有毒的。毒素主要存在于卵巢、肝脏、肾脏、血液、 眼睛、鳃和皮肤中；毒素对热的稳定性较高，100℃、4h 或 120℃、60min 才可将其完全破 坏。中毒的早期症状为口渴、口唇、手指发麻，然后为肠胃道症状，最后发展到麻痹、瘫痪、 体温下降、死亡。中毒的死亡率很高，约在 40~60%，时间短的约 1h，长时间的不过 8h。 河豚毒素的毒性非常强，小鼠腹腔注射的 LD50 为 8 g·kg-1，中毒机制可能与其妨碍钠离子 的膜透过性、阻碍了神经和肌肉的兴奋传达有关。要注意的是，河豚毒素并不是只存在于河 豚中，在一些海螺、海星、其它鱼中均有发现。 另外，鱼类含有丰富的组氨酸，鱼类存放时由于细菌的作用会生成大量的组胺，当其含 量达到 1~4 mg·g-1 时，就会使食用者中毒，但发病虽快，症状较轻，恢复得也快。一般症状 为头晕、头痛、呼吸急迫，少数有恶心、呕吐腹痛、腹泻等反应，1~2 天后症状消逝。这被 认为是一种过敏性食物中毒，而具有组氨酸脱羧酶的细菌包括大肠埃希氏菌、产气荚膜梭菌 等。 鱼类中毒还包括因所摄入的组织中含有有毒物质（如鱼卵毒素）或过多的某种成分（如 鱼肝中毒有过量的维生素 A 引起）。 从以上少数例子可以看出，对海洋动物毒素的存在及性质有必要作进一步的研究，这些 资料有助于决定哪些海洋鱼类能被安全地食用，而哪些则不能。另外，需指出的是对海洋生 物毒素的研究，并不只有食品科学家，由于这些毒素具有特殊的生理作用，目前更多的研究 者是药物学家，在未来的药物中海洋药物将扮演着重要的角色。 12.3 微生物毒素（Microbial toxins） 根据微生物的种类可以将食品中常见的微生物毒素分为两大类：霉菌毒素、细菌毒素。 此外，由于蕈类与霉菌属于真菌，所以对有毒蕈中存在的环肽毒素也在本章节作一般介绍 12.3.1 霉菌毒素（Mycotoxins） 霉菌孢子普遍存在于自然界，它们在食品及饲料上很容易生长、繁殖，在潮湿条件下更 是如此。虽然很早以前就认识到食物或饲料感染真菌、发生霉变使产品产生不愉快的味道和 其他不期望有的变化，但是对霉菌生长的其他后果，只是在最近的几十年才受到应有的重视。 一些霉菌在生长期间具有合成有毒物质的能力，当人或动物食用含有这些有毒物质的食品或 饲料时，会引起各种中毒症状。这类有毒物质通常被称为霉菌毒素，它们所产生的中毒症状 称为霉中毒症。 霉菌毒素是一些小分子的有机化合物，几乎所有的毒素分子量小于 500。目前已经发现 约有 50 个属的霉菌能产生毒素，但其中大多数的毒素代谢物对动物或人类的疾病无关，只 有 3 个属的霉菌会产生对人或动物有致病作用的毒素，它们是曲霉属、镰刀霉属、青霉属