亞硝胺

化學致癌物之一

亞硝胺是強致癌物,是最重要的化學致癌物之一,是四大食品污染物之一。食物、化妝品、啤酒、香煙中都含有亞硝胺。在熏臘食品中,含有大量的亞硝胺類物質,某些消化系統腫瘤,如食管癌的發病率與膳食中攝入的亞硝胺數量相關。當熏臘食品與酒共同攝入時,亞硝胺對人體健康的危害就會成倍增加。

概況


基本結構
基本結構
亞硝胺是最重要的化學致癌物之一,是四大食品污染物之一。食物、化妝品、啤酒、香煙中都含有亞硝酸胺。
亞胺化合物引起科學家注意始自1960年代,最早因實驗動物喂以含高量亞硝酸鈉的魚粉而發生肝衰竭現象,才開始研究。由於亞硝酸鹽可與胺結合成亞硝胺,所以認為N-亞硝基二甲胺(N-nitrosodimethylamine)為引起肝衰竭的物質。”

理化性質


N-亞硝胺是世界公認的三大致癌物質之一(另兩種是黃麴黴素和苯並芘);其中低分子量的N-亞硝胺在常溫下為黃色油狀液體,高分子量的N-亞硝胺多為固體;二甲基亞硝胺可溶於水及有機溶劑,其他則不能溶於水,只能溶於有機溶劑,在通常情況下,N-亞硝胺不易水解,在中性和鹼性環境中較穩定,但在特定條件下也發生水解、加成、還原、氧化等反應。

毒性


1、亞硝胺是較移穩定的化合物,基致癌機理是:其化合物中與氨氮相連的碳原子上的氫受到肝微粒體P450的作用,其碳上的氫被氧化而成羥基,再進一步分解和異構化,生成烷基偶氮羥化物,此化合物是具有高度活性的致癌劑。
需要說明的是,它的致癌性與化學結構、理化性質以及體內代謝過程等有關。
2、通過科學家對亞硝胺致癌性進行的長期研究的動物實驗表明:許多亞硝胺,包括香煙中的10多種亞硝胺,無論是對低等動物還是高等動物,都能誘發出腫瘤;而且還證明,亞硝胺幾乎對動物的所有臟器和組織都能誘發出腫瘤,其中主要器官的肝臟、食管、肺和胃、腎、其次是鼻腔、氣管、食管、胰腺、口腔等;另外,亞硝胺具有明顯的親和性,不同結構的亞硝胺,可以有選擇地對特定的器官誘發出腫瘤;例如,具有對稱結構的亞硝胺對白鼠主要誘發出肝癌,非對稱的二烷基亞硝胺和某些雜環亞硝胺對大白鼠主要誘發出食管癌等。

來源


1、香煙:香煙中含有三大類亞硝胺,即揮發性亞硝胺、非揮發性亞硝胺和香煙中的特有的亞硝胺——致癌性的去甲煙鹼亞硝胺和甲醯基去甲煙鹼亞硝胺。
煙草
煙草
2、含硝酸鹽和亞硝酸鹽的食物:含硝酸鹽和亞硝酸鹽的食物在微生物或還原劑的作用下,NO3可被還原成NO2。本來絕大部分亞硝酸鹽在人體內以“過客”的形式隨尿排出,但在特定的條件下——包括環境酸鹼度、微生物菌群和適宜的溫度——便會轉化成亞硝胺,而人體正是可以提供這種特定條件的場所。其中胃可能是合成亞硝胺的主要場所。
3、此外,胃內還有一類含有硝酸鹽還原酶的細菌,當胃酸缺乏時,胃液pH值較高,大於5時此類細菌有高度活性,利於將硝酸鹽轉化成亞硝酸鹽,進而與胺類結合成亞硝胺。故不論胃酸多少,均有利於亞硝胺的產生。
亞硝酸鉀和亞硝酸鈉,為白色或微黃色結晶或顆粒狀粉末,味微咸澀,易溶於水。它是強氧化劑,進入血液后與血紅蛋白結合,使低鐵血紅蛋白變為高鐵血紅蛋白,從而失去攜氧能力,導致組織缺氧;亞硝酸鹽能與人體和動物體內的蛋白質代謝的中間產物仲胺合成亞硝胺而致癌。)
腌肉
腌肉
(1)儲存時間較長的水,儲存時間越長,水裡的細菌數量越多,雖然煮沸的水能殺死細菌,但由於細菌本身不對人造成危害,而是在水加熱過程中,一些細菌尤其是大腸桿菌能釋放出大量的硝酸鹽還原酶,將水中的硝酸鹽還有為亞硝酸鹽。
(2)鹹菜,鹹菜中含鹽高,本身對人體有害。鹹菜中還含有大量的亞硝酸鹽,過多食入后一方面會造成組織缺氧,出現頭昏、頭痛、呼吸困難等中毒現象;另一方面可能會轉化成亞硝胺而致癌。鹹菜必須淹透才可食用。暴淹的雪裡蕻不可食用。
(3)魚肉類,魚肉類食物中含有少量的胺類和豐富的脂肪和蛋白質,對魚和肉的腌制烘烤等加工處理,尤其是油煎烹調時,能分解出一些胺類化合物。腐爛變質的魚和肉類也分解出胺類,其中包括二甲胺三甲胺、脯氨酸、腐胺、膠原蛋白等。
(4)酸菜,所謂酸菜,就是用高棵大白菜等蔬菜和其它調料,經過漬泡、發酵而成的地道的東北酸菜
(4)其它,由於一些不法商販惟利是圖,將含有硝酸鹽的“工業鹽”作為食鹽用以及腌制肉製品時亞硝酸鹽作為食品添加劑的用量超標等也會造成人們亞硝酸鹽中毒

分佈情況


亞硝胺類在食品中的分佈情況。煙熏或鹽腌的魚及肉中含有較多的胺類,霉變的食品中有亞硝胺形成。香港曾報道鹹魚內含有較多的二甲基亞硝胺(DMN)。
〔1〕山東淄博市調查熟肉製品289份,亞硝酸鹽檢出率98.96%,超標率達44.98%,最高達478.0 mg/kg;
〔2〕河南省新鄉市調查滷肉製品58份,亞硝酸鹽檢出率為98.3%,超標率達39.7%,最高達370.7 mg/kg。
〔3〕廣西桂林市調查臘肉製品53份,亞硝酸鹽檢出率100%,超標率13.2%,最高達166.2 mg/kg。日本東京27個市售啤酒樣中有25份(佔93%)檢出DMN,平均含量約2μg/kg。
〔4〕法國與國際癌症研究機構IARC)合作分析的268個酒樣的結果,蘋果白蘭地酒和蘋果酒含有DMN、二乙基亞硝胺(DENA)和二丙基亞硝胺。在麥芽中也發現有DMN和N-亞硝基吡咯烷。〔5〕有人在7份麥芽中檢出亞硝胺,含量在1.7~76.7μg/kg,平均為16.4 μg/kg。
〔6〕某些食品中的黴菌能促進亞硝胺的合成。在接種白地霉的沙氏培養基中,加入亞硝酸鈉與二乙胺或加入硝酸鈉與甲基苯胺,經28℃培養數日,即發現有DENA或甲基苯基亞硝胺的形成,而未接種白地霉的對照組中未發現有任何亞硝胺類。
〔7〕在玉米麵餅中接種串珠鐮孢霉或其它真菌,培養8 d后,加入少許硝酸鈉,發現有亞硝胺的形成,包括DMN、DENA、甲基苄基亞硝胺和N-3甲基丁基-N-1甲基丙酮基亞硝胺(MAMBNA)。在玉米麵餅接種林縣常見的真菌后,經4 d培養,其中二級胺的含量增加。
〔8〕Fong等在乾魚中檢出亞硝胺。
〔9〕鹹肉經油煎后,約90%的試樣中可測出亞硝基呲咯烷。未加熱的鹹肉中含有非致癌物脯氨酸亞硝胺,油煎時可轉變為致癌的亞硝基呲咯烷。
〔10〕李國玉等在廣東順德和南澳等地各種食物中均檢測到多種亞硝胺,提示體內長期攝入和形成亞硝胺可能是廣東各地食管癌、肝癌和鼻咽癌等癌症高發的重要因素。
〔11〕林縣居民主要的食物中發現不揮發性肌氨酸亞硝胺(NSAR)。
各種食物中的亞硝胺含量(單位:μg/kg)
食物品種加工方法含 量
豬 肉
熏 肉
腌肉(火腿)
鯉 魚
煙 熏
咸 魚
蠟 魚
臘 腸
熏 臘 腸
新 鮮
煙 熏
煙熏,亞硝酸鹽處理
煙熏,亞硝酸鹽處理,放置
新 鮮
亞硝酸鹽處理
煙熏,亞硝酸鹽處理
亞硝酸鹽處理
煙熏,亞硝酸鹽處理
0.5
0.8~2.4
1.2~24
0.8~40
4
4~9
12~24
20~26
5.0
11~84
生成轉化亞硝酸鹽是亞硝胺類化合物的前體物質。在自然界,亞硝酸鹽極易和胺化合,生成亞硝胺。在人體胃的酸性環境里,亞硝酸鹽也可以轉化為亞硝胺。
在人們日常膳食中,絕大部分亞硝酸鹽在人體內像“過客”一樣隨尿排出體外,只是在特定條件下才轉化成亞硝胺。所謂特定條件,包括酸鹼度、微生物和溫度。所以,通常條件下膳食中的亞硝酸鹽不
會對人體健康造成危害,只有過量攝入亞硝酸鹽,體內又缺乏維生素C的情況下,才會對人體引起危害。此外,長期食用亞硝酸鹽含量高的食品,或直接攝入含有亞硝胺的食品,有可能誘發癌症。
安全標準世界食品加工業將亞硝酸鹽作為食品添加劑使用,已有數十年的歷史。為了保證居民的食品安全,1994年,聯合國糧農組織(FAO)和世界衛生組織WHO)規定,硝酸鹽和亞硝酸鹽的每日允許攝入量(ADI)分別為5mg/kg體重和0.2mg/kg體重。

檢測方法


熱能分析法

1、氣相色譜--熱能分析法(GC—TEA)
這種方法能同時定量檢測煙草特有亞硝胺(TSAN)和揮發性亞硝胺(VNA),用於常規分析煙草及相關產品和環境煙氣[3]。通常在燃燒器里點燃10支捲煙並使煙氣通過Φ92mm劍橋濾片,然後加入二丙基亞硝胺(NDPA)作為內標,再用二氯甲烷萃取、收集、濃縮,過鹼性氧化鋁柱並用MeOH/CH2Cl2溶液(1∶10)洗脫,最後用GC/TEA檢測。
李文壽[4]使用SPB-5大孔毛細管柱(30m×0.53mm)熱能分析儀,熱分解器的溫度控制在475℃,從煙葉中分離,出二甲基亞硝胺(NDMA)、N—亞硝基吡咯(NPYR)、N-亞硝基降煙鹼(NNN)、N—亞硝基新煙草鹼:(NAT)、亞硝胺酮(NNK)等13種亞硝胺,用劍橋濾片收集煙氣後分離出NDMA、NPYR、NNN、NAT、NNK等12種亞硝胺濃度的檢測,評價了不同煙氣收集方法以及主流和側流煙氣對於亞硝胺測定的影響(表1和表2),發現NDMA和NNN等亞硝胺在緩衝液、劍橋濾片等回收方法中的回收率接近,但是在主流和側流煙氣中的含量變化卻很大:揮發性亞硝胺相差2-80倍,而煙草特有亞硝胺相差2-11倍。在非揮發性亞硝胺的測定中,高效液相色譜和熱能分析儀連用(HPLC—TEA)測定亞硝胺不僅無需對樣品作衍生化處理,而且選擇性很高,正在逐步取代傳統的紫外檢測器(HPLC—UV)。

分光光度法

2、分光光度(SM)法
以亞硫醯氯或HBr—HOAc等去亞硝基劑打斷亞硝胺的N—NO官能團,使之產生NOCl或NOBr被吸收液轉化為NO2並顯色,測量吸光度后再換算成亞硝胺的含量。該法檢測靈敏度高,反應專性強而且快速簡便,擅長測定捲煙和捲煙煙氣中各種亞硝胺的表觀總量。然而,NOBr在吹出過程中會分解成為NO而導致亞硝胺的表觀總量偏低。鑒於此,沈彬等[5]改進了該方法,將分解生成的NO再轉化成可被分光光度法測定的化合物,並確定了最佳檢測條件。亞硝胺表觀總量的檢出率可達90%—100%,加標回收率為95%。
該方法所需的儀器裝置並不複雜:選一支帶支管的磨口試管,配備的磨口塞上具有一根通至管底的導氣管。置樣品溶液於試管中,加入HBr/HOAc溶液,並向反應體系中通入N2。亞硝胺斷裂產生的NO被吹離溶液后通過洗氣瓶凈化、再通過三氧化鉻管被氧化成為N02,然後被磺胺—鹽酸萘乙二胺吸收液轉化為NO2並顯色,最後於540nm處測量吸光度A。由NaN02濃度-吸光度標準曲線換算成亞硝胺的含量。

計算方法


亞硝胺(以NO2計,μg):(a×Vs)/(VL×0.72)。式中:a--是吸收液中所含NO2的量(μg);Vs——樣品溶液的總體積(ml);Vl——分析時樣品溶液的體積(ml);0.72---NO2被吸收轉換為NO2的係數,測定捲煙中亞硝胺含量時,將20支捲煙的煙絲用pH值為4.5的緩衝溶液浸泡,再以CH2Cl2多次萃取—反萃取而去除亞硝酸鹽,然後在N2保護下於55℃將CH2Cl2萃取液濃縮。測定捲煙煙氣中亞硝胺含量時用緩衝溶液收集30支捲煙側流或主流煙氣;再採用與煙絲同樣的步驟處理。捲煙煙氣的吸收液為焦褐色液體,可以不經過層析柱純化而直接用改進分光光度法測定。由於它能夠靈敏地測出液體中微量亞硝胺的含量變化,還被用於檢測添加劑去除捲煙煙氣中亞硝胺的效果。如表3所示,捲煙中加入1%-3%的沸石類多孔材料之後,側流煙氣中的亞硝胺減少20%-55%,主流煙氣中減少55%—89%,且捲煙的口感不變。添加劑的作用機理研究發現,高度分散在煙絲上的沸石形成了消除煙氣中亞硝胺的凈化層,捲煙燃燒產生的亞硝胺如果在高溫下接觸沸石,將被催化裂解,如果在低溫下接觸沸石,也會被沸石吸附而不污染環境。沸石添加劑通過這種原位選擇性吸附/催化作用,利用捲煙燃燒時的高溫去除煙氣中的亞硝胺等致癌物質,能有效地維護吸煙者和被動吸煙者的健康。

預防


大蒜抗亞硝胺
大蒜抗亞硝胺
應用維生素C阻斷亞硝胺;控制加工中硝酸鹽的使用及亞硝酸鹽的形成;推廣鉬肥合理灌溉。
在食品加工中防止微生物污染,對降低食品中亞硝胺含量至關重要。加強對肉製品的監督、監測,嚴格控制亞硝酸鹽的使用量。少吃或不吃隔夜剩飯菜。因為剩菜中的亞硝酸鹽含量明顯高於新鮮製作的菜。少吃或不吃鹹魚、鹹蛋、鹹菜。因為其中也含有較多的亞硝胺化合物。在腌制食品時,要注意掌握好時間、溫度和食鹽的用量。由食鹽在腌制食品過程中有抑菌防腐的作用,因此腌制時間過短、溫度過高或食鹽用量不足10%,都容易造成腌制食品中的細菌大量繁,使腌制食品里的亞硝酸鹽含量增加。當濃度在 10%~15% 時,只有少數的細菌生長;當濃度超過 20% 時,幾乎所有微生物都要停止生長。一般腌制10天之後,腌制食品里的亞硝酸鹽開始下降。就是說,吃腌制食品要在腌制 15 天之後。廣泛宣傳亞硝酸鹽的毒性,督導食品加工者莫把白色粉末當食鹽用。多食用抑制亞硝胺形成的食物,如大蒜、茶、富含維生素C的蔬菜水果。
● ● 在食品加工中防止微生物污染,對降低食品中亞硝胺含量至關重要。
● ● 加強對肉製品的監督、監測,嚴格控制亞硝酸鹽的使用量。
● ● 少吃或不吃隔夜剩飯菜。因為剩菜中的亞硝酸鹽含量明顯高於新鮮製作的菜。
● ● 少吃或不吃鹹魚、鹹蛋、鹹菜。因為其中也含有較多的亞硝胺
化合物。
● ● 在腌制食品時,要注意掌握好時間、溫度和食鹽的用量。由於食鹽在腌制食品過程中有抑菌防腐的作用,因此腌制時間過短、溫度過高或食鹽用量不足10%,都容易造成腌制食品中的細菌大量繁殖,使腌制食品中的亞硝酸鹽含量增加。當濃度在10%~15%時,只有少數細菌生長;當濃度超過20%時,幾乎所有微生物都會停止生長。一般腌制10天後,腌制食品中的亞硝酸鹽開始下降。就是說,吃腌制食品要在腌制15天之後。
● ● 廣泛宣傳亞硝酸鹽的毒性,督導食品加工者莫把白色粉末當食鹽用。
● ● 多食用抑制亞硝胺形成的食物,如大蒜、茶、富含維生素C的蔬菜水果。

研究表明


各種海產品和肉製品是亞硝胺類的重要來源。不新鮮的腌魚、腌肉、蝦皮、海米、魷魚絲乾貝、魚乾等都有超標的可能。所以,一旦蝦皮出現異味,不要可惜,要堅決扔掉。即便水洗之後,也不能放心。
專家認為,沒幹透的蝦皮如果在常溫下儲存,蛋白質經過微生物的作用,先變成肽和氨基酸,再分解成低級胺和氨氣。低級胺類不僅本身有一定毒性,更糟糕的是它們非常容易和水產品中少量的亞硝酸鹽結合,形成強致癌物亞硝胺。
這類物質是促進食管癌和胃癌發病的重要化學因素。亞硝胺類物質的毒性是非常大的,有慢性毒性、致畸性和致癌性。它還有揮發性,從空氣中吸入也會引起毒性反應。