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1、E mail bouy Blog 园艺产品品质分析 欧阳波 1 影响园艺产品安全的主要因素 2 果蔬中有害物质残留规律 3 园艺产品中的天然有毒物质 4 园艺产品加工和食品添加剂 5 转基因食品的安全性评价 园艺产品安全 1 影响园艺产品安全的主要因素 l大气污染 颗粒物 总悬浮物 飘尘 有害气体 氮氧化合物 氟化物 有害重金属元素 Hg Pb 有机物 苯并芘 等 l水源污染 自然污染 人为污染 l土壤污染 l农药与化肥的不正确使用 影响园艺产品安全的因素主要包括 1 工业 三废 和城市生活垃圾 2 农药 化肥和农膜等 3 采后贮藏加工中的二次污染 4 果蔬产品 自身的嫌忌成分 包括转基因植物
2、的安全性 颗粒物 总悬浮物 飘尘 有害气体 氮氧化合物 氟化物 有害 重金属元素 Hg Pb 有机物 苯并芘 等 主要指标 SO2 氮氧化合物 总悬浮物 氟化物 l 大气污染 敏感植物的SO2伤害阀值 L L 8 h 0 25 4 h 0 35 2 h 0 55 l h 0 95 SO2经过气孔进入叶组织后 容易浸润在细胞壁的水分中 产生 SO32 或HSO32 然后被细胞氧化成SO42 二氧化硫 氟化物 幼嫩叶子叶尖和叶缘坏死 受伤害组织与正常组织之间常形 成一条明显红色或深褐色界线 氧化剂 对O3敏感的蔬菜 菠菜 马铃薯 菜豆 番茄等 在O3为0 05 0 15 L L的空气中接触0 5
3、0 8 h就会出现伤害 watermelonpotato Cl2毒性不及氯化氢强烈 但较SO2强2 4倍 症状 叶尖黄白化 渐及全叶 伤斑不规则 边缘不清晰 呈 褐色 妨碍同化作用 乃至坏死 氯 乙烯 石油裂解工厂和聚乙烯工厂等是乙烯的主要污染源 偏上生长 叶片 花蕾 花和果实脱落 失绿 l 水污染 自然污染 人为污染 工业废水 生活污水 农药化肥等对水体的污染 日本 水俣病 Minamata disease 事件 1953 1968年 在日本熊本县水俣湾 由于食用了含Hg污水污染的 海湾中富集了Hg和甲基Hg的鱼虾和贝类 其他水生物以及该地区 产出的粮食和蔬菜 近万人患中枢神经疾病 其中 2
4、83名甲基Hg 中毒患者中有60余人死亡 http en wikipedia org wiki Minamata disease 1955 1977年 生活在日本富山的人们 因为饮用了含Cd的河水 和食用了含Cd的大米 以及其他含Cd的食物引起骨痛病 就诊 患者258人 其中死亡者达207人 富山骨痛病 itai itai disease 事件 http en wikipedia org wiki Itai itai disease PNAS 2010 vol 107 no 3816500 16505 水体自净化能力 物理净化 稀释 扩散 沉淀和混合等作用 化学净化和物理化学净化 氧化 还原
5、分解 化合及吸附等 生物化学净化 水体中的水生植物 微生物的作用使污染物降低 水体污染对蔬菜和果树安全品质的影响 氮过量 硝酸盐问题 有机污染物 硝酸盐 农药 吡啶类 酚 类 芳香烃类等的 富集和凝聚 有毒有机污染物中的多氯代二噁 英类属全球性污染物 该类污染 物毒性大 有致癌 致畸 致突 变作用 污水的性质 乌克兰总统维克托 尤先科遭人投毒 病原体 l 土壤污染 土壤重金属污染 常见重金属污染主要有Pb Hg Cd Cr As等 世界各国土壤重金属的环境标准和最大允许浓度 单位 mg kg 国家和地区 镉镉 铅铅 铜铜 锌锌 德国 1 5 100 60 200 英国 1 75 550 55
6、200 欧洲 1 3 50 300 50 140 150 300 美国 3 56 73 730 加拿大 1 6 60 150 300 前苏联苏联 5 背景 20 中国 0 3 1 0 30 500 50 400 200 500 l 农药与化肥的不正确使用 杀虫剂 杀螨剂 杀菌剂 杀线虫剂 除莠剂 杀鼠剂 杀 软体动物剂 植物生长调节剂等 我国使用的农药中杀虫剂约占70 杀虫剂中有机磷药剂约占70 有机磷药剂中高毒药剂约占70 农药对土壤的污染 农药对生物的影响及危害 农药的使用抑制了病虫害 却造成90 以上的蚯蚓死亡 对人体健康的影响 我国单位面积化学农药的平均用量比 世界发达国家高2 5 5
7、倍 每年遭受残 留农药污染的作物面积超过10亿亩 生物降解 非生物降解 水解反应和光化学降解 防治农药污染的措施 加强管理 大力开发高效 低毒 安全性农药 采用综合措施防治病虫 改进农药制剂剂型和喷洒技术 选育抗病虫品种 农药在土壤中的降解及土壤污染的防治 化肥的使用及其存在的问题 1 化肥的不正确使用影响土壤肥力 影响土壤酸度 长期大量施用过磷酸钙 硫酸铵 氯化铵等生理酸性肥料导致 土壤中H 增多 致使土壤变酸或变碱 营养元素间的拮抗或协同作用 2 化肥不正确使用与土壤的污染 3 化肥的不正当使用对生物的影响及对策 1 调整肥料结构 有机与无机配合施用 适氮 增磷 增钾 发展节肥施肥技术 缓
8、效型 长效型 叶面喷施肥 果木长效肥 2 调整肥料投向 3 选育氮 磷营养高效的植物新品种 2 果蔬中有害物质残留规律 l 果蔬作物中农药残留的形成 果蔬的农药残留是指农药使用后残存于果蔬作物中的农药原体 有毒代谢物 降解物和杂质的总称 残存的数量称为残留量 施药后农药直接污染 污染环境中农药的间接污染 影响果蔬农药残留的主要因素 农药的理化性质及农药施用方法 蔬菜作物种类 环境因素 极危险农药 挥发性浓度 急性中毒浓度 敌敌畏 某些熏蒸剂 危险农药 挥发性浓度相当于急性中毒浓度 马拉硫磷 倍硫磷等 低危险农药 挥发性浓度拟除虫菊酯农药 有机磷农药和氨基甲酸 酯农药 除草剂残留性 均三氮苯类
9、磺酰脲类和取代脲类除草剂 苯甲酸和 酰胺类除草剂 脂肪酸除草剂 农药的理化性质 农药的施用方法 施药量 施药方法 施药部位 施药时 期的选择和施药次数 采收间隔控制等 施药方法 喷雾法 喷粉法 撒施 沟施和穴施法 种苗 处理法 灌浇法 熏蒸法 毒饵法和涂抹法 果蔬作物种类和栽培方式 不同类型的作物对各种农药的吸收差异悬殊 茄子对各种六六六的异构体基本不能吸收 吸收率仅0 002 0 035 而胡萝卜很容易吸收 芜菁吸收氧化七氯的能力比茄子大2720倍 易从土壤中吸收农药的作物是胡萝卜 其次是草莓 菠菜 萝卜 马 铃薯 甘薯等 不易吸收的蔬菜作物有番茄 辣椒 大白菜 白菜等 总体来说 根菜类 薯
10、类吸收土壤中残留农药的能力较强 而叶菜类 果菜类相对较弱 但黄瓜例外 环境因素 日光 湿度 降雨等 辛硫磷对光照特别敏感 将辛硫磷喷洒于作物表面 在有 光照的条件下 3 d后几乎完全降解 即使在阴天的情况下 5 6 d也基本完全降解 影响农药残留的土壤性质主要有土壤质地 酸碱性 透气 性 有机质及金属离子含量 土壤含水量 l 蔬菜中硝酸盐的残留规律 蔬菜对NO2的吸收 运转和还原 蔬菜极易富集硝酸盐 人体摄入的硝酸盐有81 2 来自蔬菜 NO3 存在部位及其生理作用 植物积累的NO3 主要分布在植物细胞的液 泡内 NO3 积累的生理机制 1 Heuner和Filner提出硝酸根存在两个库 位于
11、细胞质的代谢库和位于液 泡的储藏库 2 Koch等不少学者认为植物体内硝酸盐的积累是一种奢侈消耗 3 Chapin等认为积累在液泡中的NO3 有其重要的生理意义 4 还有一些学者认为蔬菜硝酸盐的吸收速度与还原速度的不一致 是硝酸 盐积累的另一原因 影响硝酸盐在蔬菜中积累的主要因素 内部因子 蔬菜种类 蔬菜品种 蔬菜部位及生长阶段 外部因素 光照 温度 施肥等环境因素 根菜类 薯蓣类 绿叶菜类 白菜类 葱蒜类 豆类 茄果类 多年生菜类 食 用菌类 环境条件 外部因素 氮肥施用 有机肥料 硝化抑制剂 添加10 20 的双氰胺可使青菜叶中硝酸 盐含量降低35 7 71 1 茎降低14 5 54 9
12、萝卜叶中硝酸盐含量降低29 9 34 6 茎中降低11 7 32 2 l 果蔬中重金属的残留规律 不同的土壤类型 其有机质含量 孔隙度 酸碱度 酶活性 CEC 等理化特性不同 直接影响重金属在土壤中的迁移与固定 从而影 响果蔬对其吸收与富集 不同果蔬对有害元素吸收的差异性 叶菜类 根茎类 瓜果类 低度累积型 胡萝卜 茄子 芥菜 丝瓜 番茄 辣椒 中度累积型 白萝卜 菜花 莴苣 大葱 小白菜 韭菜 重度累积型 芹菜 茴香 香菜 圆白菜属 极重度累积型 白菜 油菜 不同元素在果蔬中吸收的差异性 As Cd Hg Mn Pb Cr Zn Cu Cu元素特别容易吸收 果蔬对不同重金属元素吸收的特点 柑
13、橘叶片 Hg Pb Cd Cu Zn Cr As Ni 柑橘果皮 Cd Hg Cu Zn Pb Cr Ni As 柑橘果肉 Hg Cu Cr Zn Cd Ni Pb As 有害元素在果蔬体内的转移与分布 土壤Cd浓度较低时 莲藕中Cd含量以匍匐茎最高 荷叶次之 藕再次 而荷梗最低 但随生长期的延长 特别是成熟期 在高 浓度下 藕中Cd含量增加 可能超过荷叶 一定Pb浓度下 莲藕各器官Pb含量为 匍匐茎 荷梗 藕 荷叶 n有毒蛋白及氨基酸 凝集素 一种能使红血球细胞凝集的蛋白质称为植物红血 球凝集 Phytohemagglutinins 简称凝集素 Agglutinins 含有凝集素的主要是豆类
14、及豆状种子 3 园艺产品中的天然有毒物质 蛋白质性质的酶抑制剂 大多数植物蛋白质对动物是无毒的 但也有少 数几种是有毒的 相思子毒素 相思子毒素是一种蛋白质 也是一种细胞毒素 有很高的毒性 渗入细胞后作用于核糖体 使蛋白质的合成受到抑制而引起食物中毒 当 加热到65 时 蛋白质变性 毒性随之消失 蓖麻毒素是一种剧毒蛋白质 它主要存在于 蓖麻籽中 该毒素易损伤肝 肾等实质器官 发生出血 变性 坏死病变 并能凝集和 溶解红细胞 抑制麻痹心血管和呼吸中枢 是致死的主要原因之一 2011年8月 基地 阿拉伯半岛分支公开宣称 要用毒素炸弹 袭击美国 相思子 红豆 种子含多种毒性蛋白 有强烈毒性 服0 5
15、毫克可致中毒 水毒芹 英国紫杉 又名 毒果紫杉 是地球上毒性最致 命的树种之一 紫杉除了果实无毒外 满身上下都带剧毒 由于其毒素能 导致抽搐和麻痹 一度曾被当作堕胎 药 制药时 将其茎叶烘干研碎成粉 在其它节育措施出现之前 医师会 让急于堕胎的女性服用少许 达到流 产的效果 不幸的是稍有误差便会造 成死亡 历史上将其高度稀释后可广 泛用于多种医疗用途 紫杉的主要毒 素是紫杉碱 有镇定心肌的作用 且 见效迅速 没有解药 水毒芹学名 Cicuta douglasii 被美国农 业部列为 北美地区毒性最强的植物 水 毒芹含有毒芹素 这种毒素能够破坏中枢 神经 导致误食者癫痫发作 症状包括丧失 意识以
16、及肌肉剧烈收缩 并最终死亡 喇叭水仙 水仙全株都有毒 尤其是鱗 莖部分 誤食會引起消化道 與循環系統的疾病 嚴重時 有可能發生休克 麻痺而死 夹竹桃是最毒的植物之一 包含 了多种毒素 有些甚至是致命的 它的毒性极高 曾有小量致命 或差点致命的报告 胰蛋白酶抑制剂 大豆等植物中含有一种蛋白质 能抑制胰蛋白酶 的活性 从而减低了动物食入的蛋白质的营养价 值 饮用豆浆必需煮沸以使这种抑制剂失活 淀粉酶抑制剂 菜豆 芋头 未成熟的香蕉和芒果中含有各种蛋 白质性质的淀粉酶抑制剂 毒肽 最著名的毒肽是存在于蕈类中的毒素 鹅膏菌 毒素和鬼笔菌毒素 鹅膏菌毒素是环辛肽 鬼笔菌毒素是环庚肽 主要作用于肝脏的细胞核或肝细胞的微粒体 一般每100克中两者的含量分别为10 15毫克 一 个重50克的毒蕈足以杀死一个成年人 非蛋白氨基酸及其衍生物 不组成蛋白质结构的氨基酸称为非蛋白氨基酸 从结构上看大多 数非蛋白氨基酸是蛋白氨基酸的模拟物 有时当作相应的蛋白氨 基酸而被组入蛋白质中 1 氰基丙氨酸 蚕豆 野豌豆种子中存在 它是一种有神经毒性的非蛋 白氨基酸 2 刀豆氨酸 类似于精氨酸 3 L 3 4二羟基苯丙氨
