簡介

　　丙烯酰胺是一種白色晶體化學(xué)物質(zhì)，是生產(chǎn)聚丙烯酰胺的原料。聚丙烯酰胺主要用于水的凈化處理、紙漿的加工及管道的內(nèi)涂層等。淀粉類食品在高溫（>120℃）烹調(diào)下容易產(chǎn)生丙烯酰胺?！　⊙芯勘砻鳎梭w可通過消化道、呼吸道、皮膚黏膜等多種途徑接觸丙烯酰胺，飲水是其中的一條重要接觸途徑。2002年4月瑞典國家食品管理局和斯德哥爾摩大學(xué)研究人員率先報(bào)道，在一些油炸和燒烤的淀粉類食品，如炸薯?xiàng)l、炸土豆片等中檢出丙烯酰胺，而且含量超過飲水中允許Zui大限量的500多倍。之后挪威、英國、瑞士和美國等國家也相繼報(bào)道了類似結(jié)果。此外，人體還可能通過吸煙等途徑接觸丙烯酰胺?！　?strong>丙烯酰胺進(jìn)入體內(nèi)又可通過多種途徑被人體吸收，其中經(jīng)消化道吸收Zui快。進(jìn)入人體內(nèi)的丙烯酰胺約90%被代謝，僅少量以原形經(jīng)尿液排出。丙烯酰胺進(jìn)入體內(nèi)后，會在體內(nèi)與dna上的鳥嘌呤結(jié)合形成加合物，導(dǎo)致遺傳物質(zhì)損傷和基因突變?！　佑|丙烯酰胺的職業(yè)人群和偶然暴露于丙烯酰胺人群的調(diào)查表明，丙烯酰胺具有神經(jīng)毒性作用，但目前還沒有充足的證據(jù)表明通過食物攝入丙烯酰胺與人類某種腫瘤的發(fā)生有明顯關(guān)系?！铩　「鶕?jù)中國香港消費(fèi)者委員會的研究，含碳水化合物的食物在經(jīng)油炸之后，都會產(chǎn)生丙烯酰胺。研究已知丙烯酰胺可致癌。但世界衛(wèi)生組織表示，由于難以統(tǒng)計(jì)丙烯酰胺要到哪一個(gè)濃度才會致癌，所以難以訂立安全標(biāo)準(zhǔn)。

基本信息

　　別名：2-丙烯酰胺; 丙烯醯胺050-01[6]; 　　英文名 acrylamide 　　英文簡寫：am 　　casno.：79-06-1 　　einecs：201-173-7[1]　　分子式 ch2=chconh2 　　分子結(jié)構(gòu)圖： 　　分子量71．08　　丙烯酰胺是一種不飽和酰胺，別名am，其單體為無色透明片狀結(jié)晶，沸點(diǎn)125℃(3325pa)，熔點(diǎn)84~85℃，密度1．122g/cm3。能溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、氯仿，不溶于苯及庚烷中，在酸堿環(huán)境中可水解成丙烯酸。丙烯酰胺單體在室溫下很穩(wěn)定，但當(dāng)處于熔點(diǎn)或以上溫度、氧化條件以及在紫外線的作用下很容易發(fā)生聚合反應(yīng)。當(dāng)加熱使其溶解時(shí)，丙烯酰胺釋放出強(qiáng)烈的腐蝕性氣體和氮的氧化物類化合物。

合成

　　19世紀(jì)末，從丙烯酰氯與氨首次合成了丙烯酰胺。1954年，美國氰氨公司采用丙烯腈硫酸水解工藝進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。1972年，日本三井東壓化學(xué)公司首先建立了骨架銅（見金屬催化劑）催化丙烯腈水合制丙烯酰胺的工業(yè)裝置，此后各國相繼開發(fā)了不同類型的催化劑，采用此項(xiàng)工藝進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。80年代，日本日東化學(xué)工業(yè)公司實(shí)現(xiàn)了用生物催化劑由丙烯腈制丙烯酰胺的工業(yè)生產(chǎn)。

硫酸水合法

　　丙烯腈和水在硫酸存在下水解成丙烯酰胺的硫酸鹽，然后用液氨中和生成丙烯酰胺和硫酸銨： 　　ch2＝chcn+h2o+h2so4　　─→ch2＝chconh2·h2so4 　　ch2＝chconh2·h2so4+2nh3　　─→ch2＝chconh2+(nh4)2so4　　此法的缺點(diǎn)是副產(chǎn)大量價(jià)值低廉、肥效不高的硫酸銨，又存在嚴(yán)重的硫酸腐蝕和污染等問題。

催化水合法

　　丙烯腈與水在銅系催化劑的作用下，于70～120℃、0.4mpa壓力下進(jìn)行液相水合反應(yīng)。　　ch2＝ch-cn+h2o─→ch2＝chconh2反應(yīng)后濾去催化劑，回收未反應(yīng)的丙烯腈，丙烯酰胺水溶液經(jīng)濃縮、冷卻得丙烯酰胺結(jié)晶。該法工藝流程簡單，丙烯酰胺的選擇性和收率可達(dá)98％以上。

生化法

　　生物法制取丙烯酰胺。系將丙烯腈、原料水和固定化生物催化劑調(diào)配成水合溶液．催化反應(yīng)后分離出廢催化劑就可得到丙烯酰胺產(chǎn)品其特點(diǎn)是：在常溫常壓下反應(yīng)．設(shè)備簡單，操作安全；酶的特異性能使選擇性極高．無副反應(yīng)。采用j-1菌種時(shí)．反應(yīng)溫度為5～15℃，ph為7～8，反應(yīng)區(qū)丙烯腈質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％2％，丙烯腈轉(zhuǎn)化率為99．99％，丙烯酰胺選擇性為99．98％．反應(yīng)器出口丙烯酰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近50％：失活的酶催化劑排出系統(tǒng)外的量小于產(chǎn)品的0．1％：無需離子交換處理，使分離精制操作大為簡化：產(chǎn)品濃度高．無需提濃操作：整個(gè)過程操作簡便，利于小規(guī)模生產(chǎn)?！　∩夹g(shù)Zui早由日本日東化學(xué)公司于1985年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。規(guī)模為4 000 t／a 1991年已達(dá)1．4萬t／a規(guī)模?！　∥⑸锓ū０烽_創(chuàng)了國內(nèi)生物法生產(chǎn)大宗化工產(chǎn)品、材料的先河，突破了國內(nèi)高相對分子質(zhì)量、超高相對分子質(zhì)量聚丙烯酰胺的生產(chǎn)技術(shù)，并拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。從產(chǎn)品純度上看，化學(xué)法丙烯酰胺中含有微量銅離子和其他金屬離子．反應(yīng)活性受到一定的影響而微生物法丙烯酰胺則不存在這個(gè)問題．反應(yīng)活性非常高．而反應(yīng)活性決定了用丙烯酰胺做衍生物的反應(yīng)速度和產(chǎn)率由于產(chǎn)品純度高．因而聚合度高．特別適合于生產(chǎn)“三次采油”用聚丙烯酰胺另外．從成本上看。僅原料消耗一項(xiàng)。微生物法就具有很大優(yōu)勢．丙烯腈單耗為0．76 t／t。而化學(xué)法為0．82t／t。特別是萬噸級以上規(guī)模，其成本優(yōu)勢將更加明顯?？梢哉f，微生物法從根本上“打倒”了化學(xué)法從長遠(yuǎn)來看．微生物法肯定會取代化學(xué)法．這只是時(shí)間的問題。

食品中丙烯酰胺的危險(xiǎn)性評估

　　丙烯酰胺（ch2=ch-conh2）是一種白色晶體物質(zhì)，分子量為70.08，是1950年以來廣泛用于生產(chǎn)化工產(chǎn)品聚丙烯酰胺的前體物質(zhì)。聚丙烯酰胺主要用于水的凈化處理、紙漿的加工及管道的內(nèi)涂層等。在歐盟，丙烯酰胺年產(chǎn)量約為8-10萬噸。　　2002年4月瑞典國家食品管理局（national foodadministration，nfa）和斯德哥爾摩大學(xué)研究人員率先報(bào)道，在一些油炸和燒烤的淀粉類食品，如炸薯?xiàng)l、炸土豆片、谷物、面包等中檢出丙烯酰胺；之后挪威、英國、瑞士和美國等國家也相繼報(bào)道了類似結(jié)果。由于丙烯酰胺具有潛在的神經(jīng)毒性、遺傳毒性和致癌性，因此食品中丙烯酰胺的污染引起了國際社會和各國政府的高度關(guān)注。為此，2002年6月25日世界衛(wèi)生組織（who）和聯(lián)合國糧農(nóng)組織（fao）聯(lián)合緊急召開了食品中丙烯酰胺污染專家咨詢會議，對食品中丙烯酰胺的食用安全性進(jìn)行了探討。2005年2月，聯(lián)合國糧農(nóng)組織（fao）和世界衛(wèi)生組織（who）聯(lián)合食品添加劑專家委員會（jecfa）第64次會議根據(jù)近兩年來的新資料，對食品中的丙烯酰胺進(jìn)行了系統(tǒng)的危險(xiǎn)性評估。

1．人體接觸途徑

　　人體可通過消化道、呼吸道、皮膚粘膜等多種途徑接觸丙烯酰胺，飲水是其中的一種重要接觸途徑，為此who將水中丙烯酰胺的含量限定為1μg/l。2002年4月斯德哥爾摩大學(xué)研究報(bào)道，炸薯?xiàng)l中丙烯酰胺含量較who推薦的飲水中允許的Zui大限量要高出500多倍。因此，認(rèn)為食物為人類丙烯酰胺的主要來源。此外，人體還可能通過吸煙等途徑接觸丙烯酰胺。

2. 吸收、分布及代謝

　　丙烯酰胺可通過多種途徑被人體吸收，其中經(jīng)消化道吸收Zui快，在體內(nèi)各組織廣泛分布，包括母乳。經(jīng)口給予大鼠 0.1 mg/kg bw的丙烯酰胺，其生物利用率為23-48%。進(jìn)入人體內(nèi)的丙烯酰胺約90％被代謝，僅少量以原型經(jīng)尿液排出。丙烯酰胺進(jìn)入體內(nèi)后，在細(xì)胞色素p4502e1的作用下，生成活性環(huán)氧丙酰胺（glycidamide）。該環(huán)氧丙酰胺比丙烯酰胺更容易與dna上的鳥嘌呤結(jié)合形成加合物，導(dǎo)致遺傳物質(zhì)損傷和基因突變；因此，被認(rèn)為是丙烯酰胺的主要致癌活性代謝產(chǎn)物。研究報(bào)道，給予大小鼠丙烯酰胺后，在小鼠肝、肺、睪丸、白細(xì)胞、腎和大鼠肝、甲狀腺、睪丸、乳腺、骨髓、白細(xì)胞和腦等組織中均檢出了環(huán)氧丙酰胺鳥嘌呤加合物。目前，尚未見人體丙烯酰胺暴露后形成dna加合物的報(bào)道?！　〈送獗０泛铜h(huán)氧丙酰胺還可與血紅蛋白形成加合物，在給予動物丙烯酰胺和攝入含有丙烯酰胺食品的人群體內(nèi)均檢出血紅蛋白加合物，建議可用該血紅蛋白加合物作為接觸性生物標(biāo)志物來推測人群丙烯酰胺的暴露水平。

丙烯酰胺毒性

急性毒性

　　急性毒性試驗(yàn)結(jié)果表明，大鼠、小鼠、豚鼠和兔的丙烯酰胺經(jīng)口ld50為150-180 mg/kg，屬中等毒性物質(zhì)。

神經(jīng)毒性和生殖發(fā)育毒性

　　大量的動物試驗(yàn)研究表明丙烯酰胺主要引起神經(jīng)毒性；此外，為生殖、發(fā)育毒性。神經(jīng)毒性作用主要為周圍神經(jīng)退行性變化和腦中涉及學(xué)習(xí)、記憶和其他認(rèn)知功能部位的退行性變；生殖毒性作用表現(xiàn)為雄性大鼠精子數(shù)目和活力下降及形態(tài)改變和生育能力下降。大鼠90天喂養(yǎng)試驗(yàn)，以神經(jīng)系統(tǒng)形態(tài)改變?yōu)榻K點(diǎn)，Zui大未觀察到有害作用的劑量（noael）為0.2mg/kg bw/天。大鼠生殖和發(fā)育毒性試驗(yàn)的noael為2 mg/kg bw/天。

遺傳毒性

　　丙烯酰胺在體內(nèi)和體外試驗(yàn)均表現(xiàn)有致突變作用，可引起哺乳動物體細(xì)胞和生殖細(xì)胞的基因突變和染色體異常，如微核形成、姐妹染色單體交換、多倍體、非整倍體和其他有絲分裂異常等，顯性致死試驗(yàn)陽性。并證明丙烯酰胺的代謝產(chǎn)物環(huán)氧丙酰胺是其主要致突變活性物質(zhì)。

致癌性

　　動物試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，丙烯酰胺可致大鼠多種器官腫瘤，包括乳腺、甲狀腺、睪丸、腎上腺、中樞神經(jīng)、口腔、子宮、腦下垂體等。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（iarc）1994年對其致癌性進(jìn)行了評價(jià)，將丙烯酰胺列為2類致癌物（2a）即人類可能致癌物，其主要依據(jù)為丙烯酰胺在動物和人體均可代謝轉(zhuǎn)化為其致癌活性代謝產(chǎn)物環(huán)氧丙酰胺。

人體資料

　　對接觸丙烯酰胺的職業(yè)人群和因事故偶然暴露于丙烯酰胺的人群的流行病學(xué)調(diào)查，均表明丙烯酰胺具有神經(jīng)毒性作用，但目前還沒有充足的人群流行病學(xué)證據(jù)表明通過食物攝入丙烯酰胺與人類某種腫瘤的發(fā)生有明顯相關(guān)性。

食品中丙烯酰胺形成

形成

　　丙烯酰胺主要在高碳水化合物、低蛋白質(zhì)的植物性食物加熱(120°c以上)烹調(diào)過程中形成。140-180℃為生成的溫度，而在食品加工前檢測不到丙烯酰胺；在加工溫度較低，如用水煮時(shí)，丙烯酰胺的水平相當(dāng)?shù)?。水含量也是影響其形成的重要因素，特別是烘烤、油炸食品Zui后階段水分減少、表面溫度升高后，其丙烯酰胺形成量更高；但咖啡除外，在焙烤后期反而下降。丙烯酰胺的主要前體物為游離天門冬氨酸（土豆和谷類中的代表性氨基酸）與還原糖，二者發(fā)生maillard反應(yīng)生成丙烯酰胺。食品中形成的丙烯酰胺比較穩(wěn)定；但咖啡除外，隨著儲存時(shí)間延長，丙烯酰胺含量會降低。

含量

　　既然丙烯酰胺的形成與加工烹調(diào)方式、溫度、時(shí)間、水分等有關(guān)，因此不同食品加工方式和條件不同，其形成丙烯酰胺的量有很大不同，即使不同批次生產(chǎn)出的相同食品，其丙烯酰胺含量也有很大差異。在jecfa64次會議上，從24個(gè)國家獲得的2002－2004年間食品中丙烯酰胺的檢測數(shù)據(jù)共6,752個(gè)，其中67.6％的數(shù)據(jù)來源于歐洲，21.9％來源于南美，8.9％的數(shù)據(jù)來源于亞洲，1.6％的數(shù)據(jù)來源于太平洋。檢測的數(shù)據(jù)包含早餐谷物、土豆制品、咖啡及其類似制品、奶類、糖和蜂蜜制品、蔬菜和飲料等主要消費(fèi)食品，其中含量較高的三類食品是：高溫加工的土豆制品（包括薯片、薯?xiàng)l等），平均含量為0.477 mg/kg，Zui高含量為5.312mg/kg；咖啡及其類似制品，平均含量為0.509 mg/kg，Zui高含量為7.3 mg/kg；早餐谷物類食品，平均含量為0.313mg/kg，Zui高含量為7.834 mg/kg；其它種類食品的丙烯酰胺含量基本在0.1 mg/kg以下，結(jié)果見表1?！　∮芍袊膊☆A(yù)防控制中心營養(yǎng)與食品安全研究所提供的資料顯示，在監(jiān)測的100余份樣品中，丙烯酰胺含量為：薯類油炸食品，平均含量為0.78mg/kg，Zui高含量為3.21 mg/kg；谷物類油炸食品平均含量為0.15 mg/kg，Zui高含量為0.66mg/kg；谷物類烘烤食品平均含量為0.13 mg/kg，Zui高含量為0.59 mg/kg；其它食品，如速溶咖啡為0.36mg/kg、大麥茶為0.51 mg/kg、玉米茶為0.27mg/kg。就這些少數(shù)樣品的結(jié)果來看，我國的食品中的丙烯酰胺含量與其他國家的相近。