【正文】 第三章 生物性污染對食品安全的影響 ?生物性污染是指微生物、寄生蟲、昆蟲等生物對食品的污染。 2022/2/1 一、微生物安全 ? 食品安全 ? 據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計(jì)，在各種食物中毒中，以 細(xì)菌性食物中毒 最多。 ? 化學(xué)安全 – 三鹿 ﹑ 雙匯 ? 微生物安全 召回制度 （ recall） ? 2022， Topps Meat，美國最大冷凍 hamburgers的生產(chǎn)商， Escherichia coli O157:H7， 召回 980萬公斤牛肉 – 自動破產(chǎn) ? 2022， Westland/Hallmark, “l(fā)ack of plete and proper inspection” ，召回 6486萬公斤 牛肉 – 強(qiáng)制破產(chǎn) ? 2022， Peanut Corporation of America， 沙門氏菌， 361個(gè)公司，召回 3913個(gè)產(chǎn)品。 二、 細(xì)菌性食物中毒 ? 食用富有大量 病原菌 的食物引起的中毒稱為感染性食物中毒。 ? 食用由于細(xì)菌大量繁殖而產(chǎn)生 毒素 的食物中毒稱為毒素型食物中毒。 細(xì)菌的致病性和毒力 ? 致病性： 一定種類的病原菌在一定的條件下，能在宿主體內(nèi)引起感染的能力稱為致病性。 ? 致病性是細(xì)菌種的特征之一。 ? 毒力：病原菌致病力的強(qiáng)弱程度，是量的概念，同一細(xì)菌的不同菌株，其毒力不一樣。 ? 毒力是菌株的特征。 ? 毒力因子： 構(gòu)成細(xì)菌毒力的物質(zhì)稱為毒力因子 ? 侵襲力： 病原菌在機(jī)體內(nèi)定殖，突破機(jī)體的防御屏障，內(nèi)化作用，繁殖和擴(kuò)散，這種能力稱為侵襲力。 ? 毒素：外毒素 ﹑ 內(nèi)毒素 侵襲力 ： 細(xì)菌感染的第一步，實(shí)現(xiàn)定殖的前提是細(xì)菌要黏附在宿主易感組織細(xì)胞表面如：消化道、呼吸道、生殖道、尿道及眼結(jié)膜等，以免被腸蠕動、黏液分泌、呼吸道纖毛運(yùn)動等作用所清除。 ? 凡具有黏附作用的細(xì)菌結(jié)構(gòu)成分，統(tǒng)稱為黏附素。通常是細(xì)菌表面的一些大分子結(jié)構(gòu)成分，菌毛、某些外膜蛋白 (OMP)、磷壁酸 (LTA)等。 ? 細(xì)胞或組織表面與黏附素相互作用的成分稱為受體 ，多為細(xì)胞表面糖蛋白。 2. 干擾或逃避宿主的防御機(jī)制 ? 病原菌黏附于細(xì)胞或組織表面后，必須克服機(jī)體局部的防御機(jī)制，特別是要干擾或逃避局部的吞噬作用及抗體介導(dǎo)的免疫作用，才能建立感染。 (1)不與吞噬細(xì)胞接觸 ? 不與吞噬細(xì)胞接觸，如通過外毒素破壞細(xì)胞骨架以抑制吞噬細(xì)胞的作用，如鏈球菌溶血素等。 ? (2)抑制吞噬細(xì)胞的攝取 ? 如莢膜、菌毛和鏈球菌的 M蛋白。 ? (3)在吞噬細(xì)胞內(nèi)生存 ? 如結(jié)核桿菌和李氏桿菌均可產(chǎn)生溶血素，有助于其從吞噬泡內(nèi)逸出。 巨噬細(xì)胞內(nèi)的結(jié)核桿菌 （ 4）殺死或損傷吞噬細(xì)胞 ? 細(xì)菌通過分泌外毒素或蛋白酶來破壞吞噬細(xì)胞的細(xì)胞膜，或誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，或直接殺死吞噬細(xì)胞。 3. 在體內(nèi)增殖 ? 細(xì)菌在宿主體內(nèi)增殖是感染的核心問題，增殖速度對致病性極其重要，如果增殖較快，細(xì)菌在感染之初就能克服機(jī)體防御機(jī)制，易在體內(nèi)生存。反之，則易被機(jī)體清除。 5. 在體內(nèi)擴(kuò)散 ? 細(xì)菌分泌的蛋白酶稱為胞外蛋白酶，它們具有多種致病作用，例如激活外毒素、滅活血清中的補(bǔ)體等，有的蛋白酶本身就是外毒素。其最主要的作用就是損傷基質(zhì)或細(xì)胞膜，增加其通透，有利于細(xì)菌在體內(nèi)的擴(kuò)散性。 ? 透明質(zhì)酸酶，能分解結(jié)締組織的透明質(zhì)酸，如葡萄球菌、鏈球菌等可產(chǎn)生。 ? 膠原酶，主要分解結(jié)締組織中的膠原蛋白，見之于梭菌、氣單胞菌等。 ? 神經(jīng)氨酸酶，主要分解腸黏膜上皮細(xì)胞的細(xì)胞間質(zhì)，如霍亂弧菌及志賀菌等可產(chǎn)生。 三 ﹑ 細(xì)菌毒素 ? toxigenesis：細(xì)菌產(chǎn)生毒素的能力。細(xì)菌性疾病的一種機(jī)制。 ? 毒素： ? 內(nèi)毒素：革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的脂多糖。 ? 外毒素：由革蘭氏陽性菌及少數(shù)革蘭氏陰性菌在生長代謝過程中釋放至菌體外的蛋白質(zhì)。 Escherichia coli (Gram bacteria) Micrococcus luteus (Gram + bacteria) 細(xì)菌毒素 ? 由細(xì)菌合成并產(chǎn)生的毒素為 細(xì)菌毒素。 ‘Microbial toxins are ponents or products of microanisms which, when extracted and introduced into host animals, can reproduce disease symptoms normally associated with infection without infestation by those microanisms’, Williams and Clarke, 1998 （二）毒素（ toxin） 按其來源、性質(zhì)和作用不同，可分為外、內(nèi)毒素。 1．外毒素（ exotoxin） 概念：是病原菌的合成代謝產(chǎn)物，由 G+和部分 G產(chǎn)生并釋放到菌體外，化學(xué)成分是蛋白質(zhì)，具有損害易感細(xì)胞正常生理功能的毒性作用。 ? Exotoxins usually secreted by bacteria but in some cases they are released by lysis of the bacterial cell. （ 1） 來源 G+菌（主要來源） G菌（部分來源） ? 細(xì)菌種屬特異性。 ? A specific toxin is generally specific to a particular bacterial species ? . only Clostridium tetani （破傷風(fēng)桿菌） produces tetanus toxin （破傷風(fēng)毒素） 。 ? Only Corynebacterium diphtheriae (白喉棒狀桿菌 ) produces the diphtheria toxin （白喉毒素 ） . （ 2） 化學(xué)成分、結(jié)構(gòu) ? 蛋白質(zhì) ? 一般是可溶的蛋白質(zhì) ? AB模式 ? A亞單位 決定毒性 ? B亞單位 結(jié)合活性部分，與靶細(xì)胞上受體結(jié)合（無毒性）。 AB toxins Active Binding A Cell surface B （ 3） 特點(diǎn) 毒性強(qiáng) 選擇性強(qiáng) 不穩(wěn)定 抗原性強(qiáng) →類毒素 、抗毒素 （ 4） 種類、作用機(jī)制 （ 1） 毒性強(qiáng) ? 通常只有毒性菌株才能產(chǎn)生毒素，而非毒性菌株不能產(chǎn)生毒素 ?外毒素是毒力因子的主要決定因素 ?外毒素的毒性通常非常強(qiáng) 馬錢子堿 破傷風(fēng)毒素 肉毒桿菌毒素 Protein Toxins: Resemble Enzymes ? （ 2）選擇性強(qiáng) ? 高度生物活性， 類似酶催化的作用方式 ? 對底物具有高度選擇性 ? 作用模式高度專一 ? 只攻擊特定的細(xì)胞 ? 損傷位點(diǎn)顯示毒素作用位點(diǎn) ? Enterotoxin （腸毒素） , neurotoxin （神經(jīng)毒素） , leukocidin (殺白細(xì)胞素 ), or hemolysin (溶血素 ) . ? （ 3）不穩(wěn)定 ? 對熱， 酸和蛋白酶敏感 抗原性強(qiáng) ? In vivo antibody (antitoxin) neutralizes the toxicity of bacterial proteins. ? Protein toxins are inherently unstable ? In time they lose their toxic properties but retain their antigenic properties. ? 類毒素 （ Toxoids）： 由于變性或化學(xué)修飾而失去毒性的毒素，但仍保留其抗原性 ? 抗毒素是一種含有抗體的血清制品。它是把類毒素給馬注射，使其產(chǎn)生大量抗體，然后采取馬血清，將其精制濃縮而成（治療作用）。 類毒素的制備和應(yīng)用 ? The formation of toxoids can be accelerated by treating toxins with a variety of reagents ? Formalin, iodine, pepsin, ascorbic acid, ketones, etc. ? 37186。C, pH 69 for several weeks. ? Resulting toxoids can be use for artificial immunization where the primary determinant of bacterial virulence is toxin production. ? . diphtheria and tetanus. ? Toxoids can be geically engineered. 外毒素種類 ? 神經(jīng)毒素 破傷風(fēng)痙攣毒素、肉毒毒素 ? 細(xì)胞毒素 白喉毒素、葡萄球菌表皮剝脫毒素、葡萄球菌毒性休克綜合征毒素、 A群鏈球菌致熱外毒素 ? 腸毒素 霍亂腸毒素、 ETEC腸毒素、產(chǎn)氣莢膜梭菌腸毒素、葡萄球菌腸毒素 外毒素的作用方式 Mode of Action 1. 作用細(xì)胞膜 ? Damage membranes Forms pores 2. 作用于酶 ? Inhibit protein synthesis Nglycosidase 糖苷酶 ? Activate 2nd messenger pathways ADPribosyltransferase 核糖基轉(zhuǎn)移酶 ? Protease Zincmetalloprotease 金屬蛋白酶 3. 激發(fā)免疫反應(yīng) Superantigen 2．內(nèi)毒素（ endotoxin） 概念：是 G菌細(xì)胞壁脂多糖，菌體崩解時(shí)釋放，性質(zhì)穩(wěn)定。 （ 1） 來源 G菌 （ 2） 化學(xué)成分、結(jié)構(gòu) 脂多糖 包括： 類脂 A 核心多糖 特異多糖 細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu) 細(xì)胞壁結(jié)構(gòu) GramPositive Cell Wall Teichoic acid 磷壁酸質(zhì)在革蘭氏陽性菌的細(xì)胞表面存在的磷酸甘油或磷酸核糖醇的多聚體 GramNegative Cell Wall 脂蛋白 脂多糖 脂質(zhì)雙層 形態(tài)與結(jié)構(gòu) 細(xì) 胞 壁 特殊組分： 外 膜 脂多糖 ? 細(xì)胞外膜的組成部分 – 外膜表面的 75% ? 是菌落平滑的外表的原因 ? 細(xì)胞干重的 310% ? 每個(gè)細(xì)胞有 34百萬個(gè)脂多糖分子 Lipopolysaccharide Structure LPS Lipid A ? Lipid A is a powerful biological response modifier that can stimulate the mammalian immune system. ? During infectious disease caused by Gram bacteria, endotoxins released from, or part of, multiplying cells have similar effects on animals and significantly contribute to the symptoms and pathology of the disease encountered. Lipopolysaccharide Lipid A （ 3） 特點(diǎn) 1. 毒性相對弱 ? Cause a wide variety of serious reactions such as fever, shock, changes in blood pressure, and in other circulatory functions. 2. 特異性不高 ? Endotoxins are toxic to most mammals ? Regardless of the bacterial source, all endotoxins produce the same range of biological effects in the animal host. ? 發(fā)熱反應(yīng)，白細(xì)胞反應(yīng) （ changes in white blood cell counts ） ，內(nèi)