食品安全的毒理学方面S. D . G a n g o l l i摘要食品化学品在人类接触方面的安全使用是基于有关该物质的化学成分及其在实验动物中的生物效应的信息。
在英国，所需信息载于1965年关于食品添加剂和毒性测试方法提交程序的MAFF备忘录。
除提供化合物的成分、纯度和商业用途的细节外，他还应提供从动物研究中获得的毒性数据。
这些研究的细节在动物模型，包括急性，短期和慢性研究将描述。
最近，DHSS为食品化学品的致突变性测试制定了指导方针。
在美国，进一步的改进已被纳入安全评估研究。
这些包括在子宫中接触动物来测试化合物，多代研究，将长期研究扩展到动物的20%存活率，以及遵守良好的实验室实践要求。
因此，管理当局为清理一种食品化学品而要求进行的调查工作可能需要长达三年的时间，费用超过目前价值30万英镑。
显然，在目前的经济环境下，新的食品化学品获得批准的高昂和不断上升的成本必然会阻碍产品的发展。
此外，人们越来越关注人类环境中的化学污染物，其中许多对人类食物供应有直接或间接的影响。
鉴于这些后勤和经济制约因素，提出了评估化学品在人类环境中的安全的替代办法。
将讨论提出的一些替代办法。
世界人口不可避免的增长所造成的不可避免的后果之一是对粮食生产的需求不断增加，城市化的额外影响加剧了与粮食分配和供应有关的问题。
食品科学家和技术人员，通过开发新的和创新的食品预处理、配方和加工方法，可以有效地解决后一个问题。
因此，加工食品是人类饮食的重要组成部分。
加工食品含有多种化学添加剂以达到特定的技术目的（表1）。
很明显，这些化学添加剂，在饮食中遇到的水平，必须不危及人类健康。
表1人类食物中使用的化学添加剂种类1. 抗氧化剂7. pH控制剂2. 染色剂8. 防腐剂3. 乳化剂9. 加工助剂4. 调味剂10. 溶剂5. 湿润剂11. 稳定剂6. 润滑剂12. 甜味剂杂项：防腐蚀剂固化剂漂白和改良剂食物添加剂的人类接触安全性是通过仔细评估有关该物质的各种相关信息，包括其化学成分和实验动物的毒性数据来评估的。
在欧盟，食品添加剂安全评估所需的信息载于1965年农业、渔业和食品部发布的备忘录（MAFF，1965年）。
此外，本备忘录还建议了毒性试验程序。
食品化学品致突变性试验程序的指导方针是由DHSS于1979年制定的（DHSS，1979年）。
美国采用的程序进一步阐述了食品化学品的毒性试验。
这些包括在子宫内接触动物的试验化合物，多代研究和延长慢性喂养研究到实验动物的20%的存活率。
另一项要求是毒性研究应符合fda关于良好实验室实践的准则（GLP）（FDA，1978年）。
表2概述了各种测试。
表2食物化学品安全评估所需的资料及指引英国建议（MAFF，1965年）成分，纯度，商业用途动物毒性数据：学习类型种类信息编辑ACUTE 褐家鼠，老鼠，非啮齿动物ldso剂量SUB-ACUTE 褐家鼠，老鼠，非啮齿动物无作用浓度(90-days)C H R O N I C 褐家鼠，老鼠，非啮齿动物致癌性(2 years) 影响生育能力其他慢性影响其他信息：新陈代谢、人类效应证据和诱变性研究。
诱变性研究指南（DHSS，1979年）。
美国食品药品管理局的建议（FDA，1978年）。
1.在子宫接触试验化合物。
2.多代研究。
3.慢性研究扩展到动物的20%存活率。
4.遵守良好的实验室实践要求。
毒性研究需要来自包括生物学、化学、病理学和统计学在内的广泛学科的毒理学各个方面的专家共同努力。
此外，进行这些研究还需要动物住宿和特殊设备及仪器等设施。
对一种食品化学品进行常规毒性研究的成本约为30万英镑，完成时间为3-4年。
目前，约有300种食品添加剂在使用中等待毒理学评估。
此外，人们越来越关注人类环境中的化学污染物，其中许多对人类粮食供应有直接或间接的影响。
这些污染物，如表3所示，可在生产阶段、储存和加工过程中以及从食品容器中获得人类食物。
此外，食物中也有各种潜在的有毒物质。
表3人类加工食品中的一些化学污染物1.生产：农用化学品；农药；金属；亚硝酸盐；多环芳烃碳氢化合物等2.储存：真菌毒素（黄曲霉毒素等）；虫害；环氧乙烷等。
3.加工：过滤艾滋病；润滑剂；脱模剂。
4.包装：漆器；金属；粘合剂；塑料化学品-单体，溶剂等。
因此，除了工业化学品、药物和农药等有待毒理学评估的化学品外，人类饮食中的化学品清单也远远超过了检测设施和有限的技术和技术水平。
可利用的专门资源。
鉴于这些后勤和经济方面的制约因素，已经探讨了评估化学品对人类安全的替代办法。
额外的动力这个方向是毒物学家对一些现行测试程序的科学有效性、与动物发现的解释有关的问题以及将这些数据外推到人类身上。
所考虑的三种替代方法(表4)是弗劳利(1967)关于食品包装添加剂的建议，该方案基于克雷默等人提出的结构-活性关系。
以及美国食品安全委员会(1978)推荐的“决策树”方法。
与弗劳利提案有关的主要缺陷是很少考虑到其他基因。
动物长期接触化学物质可能导致IC或慢性效应，如果扩大研究来调查这些影响，对动物研究的需求就不会减少。
此外，对试验化合物的物种敏感性差异可能会提供难以适应一般方案的异常结果。
与克拉梅提出的方案相关的主要问题因此，缺乏有关生物活性的化学结构的充分信息，从而限制了适用范围。
“决策树”方法是基于系统的、连续的调查过程，在安全性方面有很多值得赞扬的地方。
表4安全评估的替代方法1、食品包装添加剂的建议(Frawley，1967)明确用于0·2/o/水平的化合物如果1、不会致癌2、无效应剂量不少于1g/kg体重3、从包装到食品的迁移不超过0.1ppm。
2、估计有毒危险(Cramer等人，1978)根据化学结构/生物活性关系设计化合物的毒性研究。
3、食品安全评估系统(食品安全理事会，1978)。
基于“决策树”方法的方案，大致如下(简化)：化合物(成分、纯度、污染物)暴露评估遗传学毒理学亚急性研究慢性研究对食品化学品的评估。
然而，必须认识到与每一个调查步骤顺序有关的某些问题和缺陷。
第一，各项短期测试。
为了调查化学品的致癌和致突变效应，绝不是绝对正确的，而且还会遇到大量的实验和解释问题。
在没有确定的情况下对遗传效应的短期测试，采用一系列的测试方法。
测试结果可能相互矛盾，导致在解释结果方面的困难。
其次，为了在物种选择和剂量方案的定义方面能够设计适当的动物研究而进行的代谢研究，必须考虑到各种因素对口服摄入的食物化学品的吸收、代谢、处置和排泄的影响以及这些改变因素对实验动物产生的生物效应的相关性。
在化学毒理学研究中，代谢的作用显然是至关重要的，对代谢过程的一些突出方面进行一次简要的调查可能是相关的。
食物中的化学物质在被人体吸收之前，可能会受到胃肠液、肠道内的微生物和小肠黏膜的代谢作用。
胃肠液中含有水解酶，可将某些用作食品添加剂的酯类、缩氨酸和乳化剂分别降解到其组分酸和醇、氨基酸和单甘油酯中。
肠道微生物具有广泛的代谢能力，可以影响某些污染物的解毒作用，如有毒的甲基汞化合物转化为无机汞，或导致食品添加剂的潜在有毒代谢物的形成。
因此，例如，偶氮颜色的棕色fk和红色2g分别降解成三氨基苯和苯胺，环己胺代谢。
肠道菌群的两个值得注意的特征是：第一，饮食因素和摄入的化学物质改变微生物数量及其代谢特性的能力；第二，实验动物和人类肠道菌群代谢能力的重要差异。
体内的小肠粘膜和内脏器官与酶系统结合，能够介导对食品化学物质和污染物的生物转化反应。
到目前为止，肝脏是参与外来化学物质代谢的最重要的器官，而肝脏的分室则是可以通过肝脏匀浆的差速离心分离出来的单纯的内质网。
这种肝脏成分，称为微粒体部分，含有参与药物、农药、食品添加剂和污染物等各种化学品降解的许多代谢酶（表5）。
微粒体酶的活性可大致分为两类反应。
第一阶段反应导致化合物转化为极性、水溶性产品和二期反应促使化合物或其代谢物与葡萄糖醛酸、硫酸盐、谷胱甘肽或氨基酸结合形成，从而产生更多的水溶性产品，从而促进其清除和排出生物体。
I阶段反应是由一组酶介导的，统称为混合功能氧化剂，依赖于血红蛋白细胞色素p-450。
表5由肝微粒体酶代谢的环境化学物质——实例巴比妥酸盐：扑热息痛；抗生素等。
食品添加剂：BHT和酚类抗氧化剂；苯甲酸和对羟基苯甲酸酯；联苯等。
农药：滴滴涕和卤化化合物；氨基甲酸盐、百草枯等。
化学制品：四氯化碳；氯乙烯；丙烯腈；邻苯二甲酸酯等。
杂项：黄曲霉毒素和真菌毒素；二恶英；多环芳烃类等主题。
对食品化学物质和污染物的代谢反应会导致有毒中间体或解毒产品的形成，而且，这些反应可以同时发生，也可以在外来化合物上发生。
因此，所产生的生物效应取决于生物活化和脱毒酶作用于一种化合物的过程的净结果。
已知影响这两个过程相互作用的因素，以及化合物的毒性，包括剂量、治疗方式和频率、动物年龄、性别和物种、营养和饮食因素、激素失衡和遗传缺陷。
此外，在某些情况下，动物物种生物效应的差异可能是由于化合物代谢的质量差异。
表6显示了一些物种差异的例子，这些差异归因于食物化学物质的吸收速率、代谢速率或代谢途径。
表6物种在代谢和毒性方面的差异“+”积极效果，“—”无效果表7毒理学的其他新研究领域实验1.化学结构-代谢生物活性-物种差异关系的研究。
2.实验性动物和人类化学性慢性损伤敏感诊断试验的发展。
3.国际动物试验系统的发展以取代动物研究。
其他领域：1.流行病学。
2.风险/效益评估。
其他毒理学研究领域值得进一步研究，见表7。
显然，在毒理学基础研究方面作出坚定和协调一致的努力的必要性，不仅有利于食品工业，使设计新添加剂的方法更加合理，而且为评估食品化学品对人类及其后代的安全性提供了坚实和现实的基础。