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任务1.5
微生物与食物中毒

1.5.1 概述

食物中毒,指食用了被有毒有害物质污染的食品或者食用了含有毒有害物质的食品后出现的急性、亚急性疾病。食物中毒属食源性疾病的范畴,是食源性疾病中最为常见的疾病。食物中毒不包括因暴饮暴食而引起的急性胃肠炎、食源性肠道传染病(如伤寒)和寄生虫病(如旋毛虫病、囊虫病),也不包括因一次大量或长期少量多次摄入某些有毒、有害物质而引起的以慢性毒害为主要特征的疾病。

食物中毒的特点是潜伏期短、突然地和集体地暴发,短时间内可能有多数人发病,发病曲线呈突然上升的趋势。中毒病人一般具有相似的临床症状,多数表现为恶心、呕吐、腹痛、腹泻等肠胃炎的症状,并和食用某种食物有明显关系。发病范围局限在食用该类有毒食物的人群,停止食用该食物后病症很快停止,发病曲线此时呈突然下降趋势。食物中毒病人对健康人不具有传染性,没有个人与个人之间的传染过程。

食物中毒按病原物质分类可分为细菌性食物中毒、真菌性食物中毒、动植物性食物中毒和化学性食物中毒等类型。由细菌引起的食物中毒占绝大多数,一般是人们摄入含有细菌或细菌毒素的食品而引起的。据中毒统计资料表明,细菌性食物中毒占食物中毒总数的50%左右,而动物性食品是引起细菌性食物中毒的主要食品,其中肉类及熟肉制品居首位,其次是变质禽肉、病死畜肉以及鱼、奶、剩饭等。另外,发霉的大豆、花生、玉米中含有黄曲霉的代谢产物黄曲霉素,其毒性很大。它会损害肝脏,诱发肝癌,是真菌性食物中毒中危害很大的一类。食用有毒动植物也可引起中毒,如食入未经妥善加工的河豚可使末梢神经和中枢神经发生麻痹,最后因呼吸中枢和血管运动麻痹而死亡。一些含硝酸盐的蔬菜,贮存过久或煮熟后放置时间太长,细菌大量繁殖会使硝酸盐变成亚硝酸盐,而亚硝酸盐进入人体后,可使血液中低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白,失去输氧能力,造成组织缺氧,严重时,可因呼吸衰竭而死亡。食入一些化学物质如铅、汞、镉、氰化物及农药等化学毒品污染的食品也可引起中毒。在食品中滥加食品添加剂,对人体也有害。非法使用添加剂造成的食品安全问题近年造成很多不同程度的危害。

发生微生物性食物中毒的根本原因是食品受到了某些微生物或微生物毒素的污染。微生物污染的原因有内源性污染和外源性污染,其中外源性污染是经常性的和主要的,概括起来主要有以下几个方面:食品原料受到了污染,如禽畜在宰杀前就是病禽、病畜;生产、加工、运输、销售及食用过程中的污染,如卫生状况差,蚊蝇滋生;加工方法不当,主要是某些大块食品烧煮时间太短或温度太低,不能足以杀死微生物,或油炸食品时中心未熟透等;交叉污染,在食品制作时,发生了生熟食品交叉污染,如用盛放过生食品的容器、用具、刀板等与熟食品发生接触,而导致生食品中的某些微生物污染到熟食品上,这种熟品在食用前没有经过再加热或加热温度不足以杀灭污染的微生物;食品从业人员带菌污染,接触食品的工作人员个人卫生状况不良,如患有某种肠道传染病病人或带菌者,则可以将这种病原微生物污染到食品上而导致食物中毒或食物感染。

1.5.2 细菌引起的食物中毒

1)金黄色葡萄球菌

葡萄球菌在自然界中广泛存在于空气、土壤、水及物品上,特别是人和家畜的体表及外界相通的腔道检出率都相当高。葡萄球菌可分为金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和腐生性葡萄球菌。葡萄球菌常引起人及动物组织器官脓肿、创伤化脓及败血症、食物中毒。其食物中毒主要是金黄色葡萄球菌引起,是由该菌产生的肠毒素引起的,通常是通过患病的动物产品以及患化脓的食品加工人员及环境因素引起食品污染,如果条件适宜,就有毒素产生,12h即能产生足以引起中毒的量。这些污染食物被人食用后,就会引起食物中毒。

(1)生物学特性

典型的金黄色葡萄球菌为球形,直径0.8μm左右,显微镜下排列成葡萄串状;无芽孢、鞭毛,大多数无荚膜,不能运动;衰老、死亡或被白细胞吞噬的菌体,染色特性发生逆转,革兰氏染色阳性;需氧或兼性厌氧,最适生长温度37℃,最适生长pH值7.4;平板上菌落厚、有光泽、圆形凸起,边缘整齐、表面光滑、湿润、不透明,直径1~2mm;有高度的耐盐性,可在10%~15%NaCl肉汤中生长;可分解葡萄糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖,产酸不产气;对磺胺类药物敏感性低,但对青霉素、红霉素等高度敏感。

(2)中毒症状

金黄色葡萄球菌是人类化脓感染中最常见的病原菌,可引起局部化脓感染,也可引起肺炎、伪膜性肠炎,甚至败血症、脓毒症等全身感染。金黄色葡萄球菌的致病力强弱主要取决于其产生的毒素和侵袭性酶,包括溶血毒素、杀白细胞素、血浆凝固酶、脱氧核糖核酸酶和肠毒素等。其潜伏期一般为1~5h,最短为15min,最长不超过8h。

(3)病菌来源

金黄色葡萄球菌广泛分布于空气、土壤、水及食具。人和动物具有较高的带菌率。健康人的咽喉、鼻腔、皮肤、头发等常带有产肠毒素的菌株,故易于经手或空气污染食品。近年来,美国疾病控制中心报告,由金黄色葡萄球菌引起的感染占第二位,仅次于大肠杆菌。

金黄色葡萄球菌可通过以下途径污染食品:食品加工人员或销售人员带菌,造成食品污染;食品在加工前本身带菌,或在加工过程中受到了污染,以及加工后成品在贮藏和运输过程中受到污染。

2)沙门氏杆菌

沙门氏菌属是一大群寄生于人类和动物肠道内的,生化反应和抗原构造相似的革兰氏阴性杆菌,统称为沙门氏杆菌。沙门氏菌可引起混合型的食物中毒,一是内源性污染;二是外源性污染。由于沙门氏菌的分布广,如果畜禽粪便污染了食品加工场所的环境或用具,就会造成食品在加工、运输、贮存、销售等环节受到沙门氏菌的污染。

(1)生物学特性

沙门氏菌为革兰氏阴性、两端钝圆的短杆菌(比大肠杆菌细),大小为(0.7~1.5)μm× (2~5)μm,无荚膜和芽孢,(除鸡白痢沙门氏菌、鸡伤寒沙门氏菌外)都具有周身鞭毛,纤毛,能运动,能吸附于宿主细胞表面或凝集豚鼠红细胞;需氧及兼性厌氧菌,在普通琼脂培养基上生长良好,培养24h后,形成中等大小、圆形、表面光滑、无色半透明、边缘整齐的菌落,其菌落特征亦与大肠杆菌相似(无粪臭味);生化特性较一致,一般是:能发酵葡萄糖、麦芽糖、甘露醇和山梨醇产酸产气;不发酵乳糖、蔗糖;不产吲哚、V-P反应阴性;不水解尿素和对苯丙氨酸不脱氨。本菌不耐热,55℃ 1h、60℃ 15~30min即被杀死;在外界的生活力较强,在10~42℃的范围内均能生长,最适生长温度为37℃,最适生长pH值为6.8~7.8;在普通水中虽不易繁殖,但可生存2~3周,在粪便中可存活1~2个月。

(2)中毒症状

沙门氏菌病是公共卫生学上具有重要意义的人畜共患病之一。沙门氏菌不产生外毒素,但菌体裂解时,可产生毒性很强的内毒素,此种毒素为致病的主要因素。沙门氏菌属食物中毒主要发生在夏秋季节,临床表现有不同的类型,一般以急性胃肠炎型为较多。潜伏期为6~12h,最长可达24h,病人临床表现为恶心、头痛、出冷汗、面色苍白,继而出现呕吐、腹泻、发热,体温高达38~40℃,大便水样或带有脓血、黏液,中毒严重者出现寒战、惊厥、抽搐和昏迷等,此菌中毒死亡率较低。

(3)病菌来源

沙门氏菌来源主要是患病的人和动物以及带菌的人和动物。要控制此菌的感染与蔓延,首先要控制感染沙门氏菌的病畜肉类流入市场,加强食品生产企业、饮食行业的卫生管理,对食品从业人员进行定期健康检查;在烹制食物过程中要做到容器、刀等生熟分开使用,严防食物交叉污染。其次是控制繁殖细菌。另外烹调时还要注意高温杀灭细菌,肉块不宜过大,肉块深部温度须达到80℃以上,持续12min;禽蛋煮沸8min以上等。

3)大肠埃希菌

在自然界中,本菌分布广泛,主要寄居场所是人和其他温血动物的肠道,是一类条件性致病菌。在致病性大肠埃希氏菌中,有些血清型能够引起人的食物中毒,有些血清型能够引起人的肠道内外感染,还有一些血清型的菌株能够使畜禽发病,危害畜牧业,降低畜产食品的质量。致病性大肠埃希氏菌可从饮用水,未消毒牛乳,病畜脏器、禽类及其人畜粪便污染的各种食品中分离出来。致病性大肠埃希氏菌属主要分为五大类,首先根据发病机理分为三大类,即产毒素型大肠埃希氏菌(ETEC)、侵袭型大肠埃希氏菌(EIEC)和肠道致病性大肠埃希氏菌(EPEC)。近来又提出另外两类,即出血性大肠埃希氏菌(EHEC)和肠黏附性大肠埃希氏菌(EAEC)。

(1)生物学特性

大肠杆菌为革兰氏阴性短杆菌,大小(0.4~0.7)μm×(1~3)μm,周生鞭毛,有普通菌毛与性菌毛,有些菌株有多糖类包膜,能运动,无芽孢;能发酵多种糖类产酸、产气,是人和动物肠道中的正常栖居菌,婴儿出生后即随着哺乳过程进入肠道,与人终身相伴。大肠杆菌为兼性厌氧菌,对营养要求不高,在15~45℃时均能生长,最适生长温度为37℃,最适pH值为7.2~7.4。该菌对热的抵抗力较其他肠道杆菌强,55℃经60min或60℃加热15min仍有部分细菌存活。在自然界的水中可存活数周至数月,在温度较低的粪便中存活更久。

(2)中毒症状

致病性大肠埃希氏菌的致病性是一个很复杂的问题,也并非由某一方面的因素所决定,致病因子有侵袭力、黏附素和毒素等。致病性大肠埃希氏菌中,一般认为能产生耐热和不耐热肠毒素的两种菌株均可引起人的食物中毒。侵入型大肠埃希氏菌引起的腹泻与痢疾杆菌引起的痢疾相似,一般称为急性痢疾型,主要表现为腹痛、腹泻(伴黏液脓血)、发热症状。毒素型大肠埃希氏菌引起的腹泻为胃肠炎型,一般称为急性胃肠炎型。潜伏期一般为10~24h,主要表现为食欲不振、腹泻(一日5~10次,无脓血)、呕吐及发热症状。

(3)病菌来源

引起大肠埃希氏菌中毒的主要是一些动物性食品,如乳与乳制品、肉类、水产品等,牛和猪是传播这种病菌、引起中毒的主要原因。该种疾病可通过饮用受污染的水或进食未熟透的食物而感染。此外,若个人卫生欠佳,亦可能会通过人传染人的途径,或进食受粪便污染的食物而感染该种病菌。

4)变形杆菌

变形杆菌类为有动力的革兰氏阴性杆菌,包括变形杆菌属、普罗菲登属和摩根氏菌属。变形杆菌属分为普通变形杆菌、奇异变形杆菌、产黏液变形杆菌和潘氏变形杆菌。普罗菲登斯菌属共有五个种;摩根氏菌属只有一个种,即摩根氏菌。变形杆菌类是腐物寄生菌,自然界中广泛分布,水、土壤、腐败有机物中以及动物肠道中都有存在,健康人变形杆菌带菌率为1.3%~10.4%。该菌是一种条件致病菌,这种活菌在肉品上大量繁殖,被人摄食后进入人体,在条件适合时,就有可能引起食物中毒。

(1)生物学特性

变形杆菌是一类大小、形态不一的细菌,有时呈球形,有时呈丝状,呈明显的多形性,周身鞭毛,能运动,无芽孢荚膜,革兰氏阴性,为需氧及兼性厌氧菌,对营养要求不高,在普通琼脂上生长良好,在固体培养基上普通和奇异变形杆菌常扩散生长,形成一层波纹薄膜。其最适生长温度为20℃,在10~43℃均可生长。发酵葡萄糖产酸及少量气体,对果糖、半乳糖与甘油的发酵能力不一致,甲基红试验(MR)阳性。

(2)中毒症状

变形杆菌属条件致病菌,引起食物中毒是由于摄入大量变形杆菌污染的食物所致。变形杆菌还能够产生肠毒素,这种肠毒素会引起人的中毒性胃肠炎。中毒潜伏期短,一般为3~4h,主要症状为恶心、呕吐、腹痛剧烈如刀割、腹泻、头疼、发热、全身无力等,腹泻一日数次,多为水样便、有恶臭、少数带黏液,病程较短,一般为1~3天。另一种是由于摩根变形杆菌产生很强的脱羧酶,使人体产生过敏型中毒,潜伏期一般为30~40min,也可短至5min或长达数小时,主要表现为颜面潮红、酒醉状、头疼、荨麻疹、血压下降、心动过速等,有时也伴有发热、呕吐、腹泻等症状,多在12h内恢复。水产品引起的中毒多为此类。

(3)病菌来源

变形杆菌存在于正常人与动物肠道中,故人粪便中常携带变形杆菌,其次在腐败食物、垃圾中亦可检出,在鱼、蟹类及肉类污染率较高,在蔬菜中亦能大量繁殖。食品感染率高低与食品新鲜程度、运输和保藏时的卫生状况有密切关系。本病多发生在夏季,可引起集体暴发流行。发病者以儿童、青年较多。

5)蜡状芽孢杆菌

蜡状芽孢杆菌食物中毒是一种常见的食物中毒。蜡样芽孢杆菌分布比较广泛,在土壤和植物上及许多食物上都能分离到。引起食物中毒的食品范围很广,包括肉类、菜汤、烧菜、炒菜、鱼、牛奶、点心食品、剩饭,等等。

(1)生物学特性

蜡状芽孢杆菌为革兰氏阳性的大杆菌,菌体两端较平整,芽孢呈椭圆形,位于菌体中央稍偏一端,芽孢较菌体小。本菌为需氧菌,生长温度范围为10~45℃,最适生长温度为28~35℃;对营养要求不高,在普通培养基上生长良好。在普通琼脂平板上,生长的菌落呈乳白色,不透明,边缘不整齐,直径为4~6mm,菌落边缘往往呈扩散状,表面稍干燥。

(2)中毒症状

蜡状芽孢杆菌引起食物中毒,除了必须具有大量的细菌外,肠毒素也是重要的致病毒素。蜡状芽孢杆菌产生的肠毒素有两种,一种是耐热性肠毒素,常引起呕吐型中毒现象,多见于食用过剩米饭和油炒饭。这种情况潜伏期短,一般为2~3h,中毒症状为呕吐,腹痉挛,腹泻则少见,一般经过8~10h可缓解症状。另一种为不耐热肠毒素,是引起腹泻型胃肠炎的病因,能在各种食物中形成,潜伏期在6h以上,中毒症状为腹泻,腹痉挛,而呕吐却不常见,病程24~36h。

(3)病菌来源

蜡状芽孢杆菌在自然界中分布广泛,污染的食品种类繁多,包括肉制品、乳制品、调味汁、凉拌菜、米粉和米饭等。肉及其制品的带菌率为10%~26%,乳及其制品带菌率为23%~77%,食品中该菌的污染源主要是泥土、尘埃、空气,其次是昆虫、苍蝇、不洁的用具等。

6)肉毒梭菌

肉毒梭菌属于梭状芽孢杆菌属,是一种腐物寄生菌,广泛分布于土壤、霉干草、腐物和人畜禽粪便中,容易造成食品污染,并在适宜条件下产生肉毒毒素。我国多以臭豆腐、豆豉、面酱、红豆腐等食品引起中毒。

(1)生物学特性

肉毒梭菌为革兰氏染色阳性大杆菌,周生鞭毛,无荚膜,芽孢为椭圆形,A、B型菌的芽孢大于菌体,位于菌体近端,使菌体呈匙形或网球拍状。本菌为严格厌氧菌,对营养要求不高,普通琼脂上形成灰白色,半透明、边缘不整齐,呈绒毛网状、向外扩散的菌落;生长最适温度为28~37℃,pH值为6.8~7.6,产毒的最适pH值为7.8~8.2;一般能发酵葡萄糖、麦芽糖、果糖产酸产气。

肉毒梭菌的抵抗力一般,但其芽孢的抵抗力很大,可耐煮沸1~6h之久,于180℃干热5~15min、120℃高压蒸汽下10~20min才能杀死。肉毒毒素抵抗力也较强,80℃、30min或100℃、10min才能完全破坏。已知肉毒梭菌有A、B、C、D、E、F、G 7个菌型。引起人群中毒的主要是A、B、E三型,C、D型主要是畜禽肉毒中毒的病原,F型只见报导发生在个别地区,如丹麦和美国各1起。

(2)中毒症状

肉毒梭菌的致病性在于所产生的神经毒素即肉毒毒素,这些毒素能引起人和动物的肉毒中毒,据称,1g毒素能杀死400万吨小白鼠,一个人的致死量大概1μg左右。中毒的潜伏期数小时至数天不等,—般12~48h。通常潜伏期越短,病死率越高。中毒症状早期为瞳孔放大,明显无力、虚弱,晕眩,继而出现视觉不清和雾视,愈来愈感到说话和吞咽困难,通常还可见到呼吸困难,病程一般为2~3d。

(3)病菌来源

肉毒梭菌广泛存在于自然界,中毒现象一年四季均可发生,发病主要与饮食习惯有着密切关系。本菌主要来源是带菌土壤、尘埃、粪便,尤其是带菌土壤可污染各类食品原料。这些被污染的食品原料在家庭自制发酵和罐头食品的生产过程中,加热的温度或压力不足以杀死肉毒梭菌的芽孢,尤其是食品制成后,有不经加热而食用的习惯者,更容易引起中毒的发生。

1.5.3 霉菌引起的食物中毒

霉菌种类繁多,分布广泛,可以说在自然环境中无处不有。一些霉菌可产生某种毒性物质,即霉菌毒素,引起人和动物发生霉菌毒素中毒。目前发现能引起人和动物中毒的霉菌代谢产物至少有150种以上,主要代表有黄曲霉毒素、展青霉素、赭曲霉毒素A、染色曲霉素、黄变米霉素等。其中最常见的、研究最多的是黄曲霉毒素。真菌毒素一般能耐高温,无抗原性,主要侵害实质器官。它们除了引起机体不同部位发生急性中毒外,某些毒素还具有致畸、致病、致突变的“三致”作用。真菌毒素的其他作用还包括:减少细胞分裂,抑制蛋白质合成,抑制DNA和组蛋白形成复合物,影响核酸合成,抑制DNA的复制,降低免疫应答,等等。这些毒素根据其作用部位,一般分为肝脏毒、肾脏毒、神经毒和其他毒四种类型。

霉菌毒素引起食物中毒与某些食物有联系,检查可疑食物或中毒者的排泄物,可发现有毒素存在,或从食物中分离出产毒菌株。选用合适的动物模型,可重现中毒症状和病理变化。霉菌毒素中毒症发生存在季节性和地区性,但无感染性。霉菌毒素是小分子有机化合物,不是复杂的蛋白质分子,不能刺激机体产生相应的抗体,无免疫性。霉菌毒素食物中毒易并发维生素缺乏症,但补充维生素无效。

1)霉菌产毒的特点

霉菌产毒有以下特点:

①霉菌产毒仅限于少数的产毒霉菌,而且产毒菌种中也只有一部分菌株产毒。

②产毒菌株的产毒能力还表现出可变性和易变性,产毒菌株经过多代培养可以完全失去产毒能力,而非产毒菌株在一定条件下可出现产毒能力。

③一种菌种或菌株可以产生几种不同的毒素,而同一霉菌毒素也可由几种霉菌产生。

④产毒菌株产毒需要一定的条件,主要是受水分、温度、基质、霉菌种类和通风等情况影响:

a.水分。霉菌生长繁殖主要的条件之一是必须保持一定的水分。一般来说,米麦类水分在14%以下,大豆类在11%以下,干菜和干果品在30%以下,微生物是较难生长的。食品中的Aw(水分活性)为0.98时,微生物最易生长繁殖;当Aw降为0.93以下时,微生物繁殖受到抑制,但霉菌仍能生长;当Aw在0.7以下时,则霉菌的繁殖受到抑制,可以阻止产毒的霉菌繁殖。

b.温度。温度对霉菌的繁殖及产毒均有重要的影响。不同种类的霉菌其最适温度是不一样的,大多数霉菌繁殖最适宜的温度为25~30℃,在0℃以下或30℃以上,不能产毒或产毒力减弱。如黄曲霉的最低繁殖温度范围是6~8℃,最高繁殖温度是44~46℃,最适生长温度37℃左右;但产毒温度则不一样,略低于生长最适温度,为28~32℃。

c.食品基质。与其他微生物生长繁殖的条件一样,不同的食品基质霉菌生长的情况是不同的。一般而言,营养丰富的食品其霉菌生长的可能性就大,天然基质比人工培养基产毒为好。实验证实,同一霉菌菌株在同样培养条件下,以富于糖类的小麦、米为基质者比油料为基质的黄曲霉毒素产毒量高。

d.霉菌种类。不同种类的霉菌其生长繁殖的速度和产毒的能力是有差异的,霉菌毒素中毒性最强者有黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、黄绿青霉素、红色青霉素及青霉酸。

e.通风。缓慢通风霉菌更容易繁殖产毒。

2)主要霉菌毒素及食物中毒的特点

(1)黄曲霉毒素(AFT)

黄曲霉是我国粮食和饲料中常见的真菌,如花生、玉米、大米、小麦、豆类、坚果类、肉类、乳及乳制品、水产品等均有黄曲霉毒素污染,其中以花生和玉米污染最严重。黄曲霉菌菌落生长较快,10~14d直径3~4cm或6~7cm。菌落正面色泽也随其生长由白色变为黄色及黄绿色,呈半绒毛状。孢子成熟后颜色变为褐色,表面平坦或有放射状沟纹,反面无色或带褐色。在低倍显微镜下观察可见分生孢子头呈疏松放射状,继而为疏松柱状,制片镜检观察,可见分生孢子梗很粗糙。顶囊呈烧瓶形或近球形。

黄曲霉毒素是黄曲霉和寄生曲霉的代谢产物。它是一类结构类似化合物的混合物,其基本结构都有二呋喃环和香豆素。前者为基本毒性结构,后者可能与致癌有关。目前已经确定结构的黄曲霉素有17种之多,例如B1、B2、G1、G2、M1、M2、P1等,是一类结构类似的化合物。根据在紫外光照射下发出荧光颜色的不同,黄曲霉毒素可以分为两族:发蓝色荧光的为B族,发绿色荧光的为G族。

黄曲霉毒素的毒性非常强,属于剧毒毒物,毒性远远高于氰化物、砷化物和有机农药。当人摄入量大时,可发生急性中毒,出现急性肝炎、出血性坏死、肝细胞脂肪变性和胆管增生。

不同的动物对黄曲霉毒素的敏感性有一定的差异,其发病与种类、年龄、性别及营养状况有关。一般讲,年幼动物、雄性较敏感;营养状况较好的抵抗力较强,各种动物以鸭雏最敏感。黄曲霉毒素急性损伤主要在肝脏,表现为肝细胞变性、坏死、出血及胆管增生。如果持续摄入,会造成慢性中毒。慢性中毒使动物生长出现障碍,引起纤维性病变,致使纤维组织增生,肝脏出现亚急性或慢性损伤。中毒症状主要表现为肝功能发生变化,肝脏组织学发生变化,食物利用率下降,发育缓慢,母畜不孕或产仔少等。

黄曲霉毒素检测方法可归纳为化学方法、生物学方法和免疫学方法三大类。生物学方法一般有:

①抑菌实验。AFT有抑制某些微生物生长的作用,故用其抑菌作用来测定AFT的存在和含量。已经发现巨大芽孢杆菌和短芽孢杆菌对AFT最敏感。通过平皿中抑菌圈大小来衡量AFT含量。

②荧光测定法。根据AFT在紫外光照射下可发出荧光的原理,将待检菌株接种于培养基中,28~30℃培养48~72h,产生的毒素便浸入培养基中,在紫外灯光下照射培养基会呈现出特异的荧光。此法操作简便。

③大白鼠实验法。AFT对大白鼠毒性最早出现损害的是肝脏,其受损范围广,而幼鼠最敏感,雄性幼鼠比雌性幼鼠敏感性更高。用100~150g大白鼠作急性中毒试验,一般3~4d死亡。

④鸭雏实验。鸭雏对AFT非常敏感,致死性强,一般用一次剂量后72h内死亡。

⑤斑点试验。本法是用于检测真菌毒素致突变试验的一种有意义的方法。主要利用沙门氏菌/微粒体突变性来检测某些样品中AFT的存在与含量。

(2)赤霉病

赤霉病是一种真菌感染,它所引起的是植物病害,病菌主要寄生在小麦、大麦和元麦上。赤霉病是一种世界性病害,谷物赤霉病的流行除造成严重减产外,谷物中存留镰刀菌的有毒代谢产物,可引起人畜中毒。

引起麦类赤霉病的病原菌是几种镰刀菌,其中最主要的是禾谷镰刀菌(无性世代),该菌的有性世代命名为玉米赤霉。禾谷镰刀菌在谷物上的生长繁殖最适温度为16~24℃,相对湿度为85%。如在土壤中,生长繁殖最适温度为12~24℃,相对温度为40%~60%。该菌在大麦、小麦、元麦上能发生病变。病变麦粒细小皱缩,外皮无光泽,粉白或红色,稃沟有时充满粉红色霉状物。该菌也能在玉米、稻谷、蚕豆、甘薯、甜菜叶上生长繁殖。在小麦收割期,如遇阴雨连绵气候,容易造成大量赤霉病麦发生。除禾谷镰刀菌能引起麦类赤霉病外,还有串珠镰刀菌、木贼镰刀菌和黄色镰刀菌等。

引起赤霉病的霉菌,可以产生两类霉菌毒素。一类为引起呕吐作用的赤霉病麦毒素,一类是具有雌性激素作用的玉米赤霉烯酮。赤霉病麦毒素的毒性作用主要是引起呕吐,也是赤霉病麦中毒的主要症状。据许多资料报道,误食赤霉病麦对人、猴、猪、狗、猫、马等动物能引起呕吐等急性中毒症状,但对牛羊、成年鸡、鸭则无此现象。人的急性中毒一般在食后数分钟至两小时内即发生呕吐、头昏、腹痛、腹泻的症状,其中呕吐最为常见,而且发生快;有时还有面部潮红、出汗、头晕、眼花、四肢麻木等症状,有醉酒似的表现,所以又有“醉谷病”之称。未见有中毒死亡的现象。停食后很快恢复正常。

预防赤霉病粮中毒的关键在于防止麦类、玉米等谷物受到侵染和产毒。主要措施有:

①加强田间和贮藏期的防菌措施,包括选用抗霉品种;降低田间水位,改善田间小气候;使用高效、低毒、低残留的杀菌剂;及时脱粒、晾晒,降低谷物水分含量至安全水分;贮存的粮食要勤翻晒,注意通风等。

②制定粮食中赤霉病麦毒素的限量标准,加强粮食卫生管理。

③去除或减少粮食中病粒或毒素。可用比重分离法分离病粒或用稀释法使病粒的比例降低;由于毒素主要存在于表皮内,可用精碾法去除毒素;因为毒素对热稳定,一般烹调方法难以将其破坏,可用病麦发酵制成酱油或醋,达到去毒效果。

(3)青霉菌及其毒素

青霉菌属于曲霉科青霉属,半知菌类,串珠霉目的一属。菌丝为多细胞分支。无性繁殖时,菌丝发生直立的多细胞分生孢子梗。梗的顶端不膨大,但具有可继续再分的指状分支,每支顶端有2~3个瓶状细胞,其上各生一串灰绿色分生孢子。常见于腐烂的水果、蔬菜、肉食及衣履上,多呈灰绿色。青霉菌种类很多,分布很广,其中大多菌株均能引起食品的霉烂,少数菌株能产生强烈的毒素。主要有黄绿青霉、橘青霉、冰岛青霉、扩展青霉、鲜绿青霉等,它们所产生毒素的毒性作用各异。

①橘青霉素。橘青霉属于不对称青霉菌,绒状青霉亚群,橘青霉系群。在察氏琼脂培养基上于24~26℃培养10~14d,菌落呈天鹅绒状,灰绿色,外缘呈白色,背面有黄色色素。紫外线照射下,可见黄色荧光。橘青霉素是一种能杀灭革兰氏阳性菌的抗生素,因其毒性太强,未能用于治疗。本毒素主要得之于橘青霉、黄绿毒霉、鲜绿青霉等,它是“黄变米”中的霉菌毒素之一。橘青霉素为黄色针状结晶,主要污染大米、小麦、大麦、燕麦和黑麦等。

②冰岛青霉毒素。冰岛青霉属于双轮对称青霉群。在察氏琼脂培养基上于室温培养两周,菌落通常具有显著的环带及轻微的放射性皱纹,背面溶出红褐色色素,带有色素颗粒。分生孢子是卵圆形呈链状排列,壁厚、光滑,呈青灰色或灰绿色。冰岛青霉毒素由冰岛青霉产生,是“沤黄米”或“黄粒米”的主要原因。“沤黄米”是稻谷未及时脱粒干燥而堆放,致使霉变而成。该毒素为含氯环状结构的肽类,无色针状结晶。冰岛青霉毒素有快速肝毒性,染毒后短时间内即可引起肝脏空泡变性、坏死和肝小叶出血,小剂量长时间摄入,可使小鼠肝硬变、肝纤维化和癌变。

③黄绿青霉素。黄绿青霉属于单轮青霉群,在察氏琼脂培养基上于室温培养12~14d,菌落呈天鹅绒状,中部隆起,有放射状大皱纹,灰绿色,最外侧呈白色。菌落上着生有黄色的水珠,背面溶出红黄色色素。在紫外光下照射菌落背面时可见黄色的荧光。黄绿青霉素由黄绿青霉等产生,也是“黄变米”中的霉菌毒素之一。它是深黄色针状结晶。它具有神经毒、肝毒性和血液毒,其神经毒具有嗜中枢性,其慢性毒性主要表现于肝细胞萎缩和多形性及贫血。

(4)赭曲霉菌及其毒素

赭曲霉毒素是由赭曲霉、硫色曲霉、蜂蜜曲霉以及绿青霉等产生的一类毒素。在自然界中分布广泛,可寄生在食品、粮食及饲料中并产毒。包括A、B、C(简称OA、OB、OC)等几种衍生物,其化学结构也类似香豆素。其中OA的含量最高,且毒性最强,是一种强烈的肾脏毒。赭曲霉毒素A是一种无色结晶化合物,可溶于极性有机溶剂和稀碳酸氢钠溶液,微溶于水;其苯溶剂化物熔点94~96℃,二甲苯中结晶熔点169℃。其紫外吸收光谱随pH值和溶剂极性不同而有别,在乙醇溶液中最大吸收波长为213nm和332nm;有很高的化学稳定性和热稳定性。赭曲霉毒素A是由多种生长在粮食(小麦、玉米、大麦、燕麦、黑麦、大米等)、花生、蔬菜(豆类)等农作物上的曲霉和青霉产生的。动物摄入了霉变的饲料后,这种毒素也可能出现在猪和鸡等动物肉中。

赭曲霉毒素主要侵害动物肝脏与肾脏。污染饲料中的毒素在动物的肝、肾、脂肪中的蓄积较多,这是肉食污染的重要原因。当人和畜禽持续摄入含毒食物及饲料时,不仅会出现急性症状,可能引起动物的肾脏损伤,肠黏膜炎症和坏死,也可形成严重的慢性中毒、致癌、致畸等。

(5)霉变甘蔗中毒

霉变甘蔗中毒主要发生在初春的2~4月份。这是因为甘蔗在不良条件下经过冬季的长期贮存,到第二年春季陆续出售的过程中,霉菌大量生长繁殖并产生毒素,人们食用此种甘蔗即可导致中毒。特别是收割时尚未完全成熟的甘蔗,含糖量低,渗透压也低,有利于霉菌和其他微生物的生长繁殖。现已查明,引起甘蔗霉变的主要是节菱孢属中的霉菌,它们污染甘蔗后可迅速繁殖,在2~3周内产生一种叫3-硝基丙酸的强烈毒素,可损伤人的中枢神经系统,造成脑水肿和肺、肝、肾等脏器充血,从而发生恶心、呕吐、头昏、抽搐、大小便失禁、牙关紧闭等症状,严重时会发生昏迷,可因呼吸衰竭而死亡。

防止甘蔗霉变的主要措施是:甘蔗必须成熟后再收割,因成熟甘蔗的含糖量高、渗透压高、不利于微生物的生长;在贮存过程中要定期检查,发现霉变甘蔗,立即销毁。另外,在选购甘蔗时也应仔细。霉变甘蔗的主要特点是:外观光泽不好,尖端和断面有白色或绿色絮状、绒毛状菌落;切开后,甘蔗剖面呈浅黄或棕褐色甚至灰黑色,原有的致密结构变得疏松,有轻度的霉酸味或酒糟味,有时略有辣味。

3)防霉方法

根据霉菌生长繁殖的主要条件,可以采取相应的方法加以防霉。

①选用抗病品种。

②粮食收割、晾晒与贮藏,要做到快收、快打,及时晒干、贮藏于干燥的环境中,则不易发霉。

③改善粮食贮藏环境,通过控制湿度和水分、控制温度、控制气体成分以及化学方法达到防霉的效果。一般来说,在水分活性低于0.7时可以有效地抑制霉菌、细菌和害虫的生长繁殖。小于10℃和大于30℃霉菌生长显著减弱,在0℃时几乎不生长。粮堆内氧气浓度控制在2%以下或CO2浓度增高到40%~50%以上,可以有效抑制霉菌的生长繁殖。要定期消毒、打扫、防鼠。堆放要规范,下面要有垫底,上方及周围要留空隙,使空气流通。

④保存时间不宜过长,食品加工前应测定毒素含量。

⑤不吃霉变食品。

糕点、鱼类腐败变质及防控

关于糕点和鱼类腐败变质的预防和控制的相关知识非常重要。在这里,我们来简单了解一下。

1)糕点的腐败变质

(1)糕点变质现象和微生物类群

糕点类食品由于含水量较高,糖、油脂含量较多,在阳光、空气和较高温度等因素的作用下,易引起霉变和酸败。引起糕点变质的微生物类群主要是细菌和霉菌,如沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、大肠杆菌、变形杆菌、黄曲霉、毛霉、青霉、镰刀霉等。

(2)糕点变质的原因分析

糕点变质主要是由于生产原料不符合质量标准、制作过程中灭菌不彻底和糕点包装贮藏不当而造成的。

①生产原料不符合质量标准。糕点食品的原料有糖、奶、蛋、油脂、面粉、食用色素、香料等。市售糕点往往不再加热而直接入口。因此,对糕点原料选择、加工、储存、运输、销售等都应严格地遵守卫生要求。糕点食品发生变质原因之一是原料的质量问题,如作为糕点原料的奶及奶油未经过巴氏消毒,奶中污染有较高数量的细菌及其毒素;蛋类在打蛋前未洗涤蛋壳,不能有效地去除微生物等。为了防止糕点的霉变以及油脂和糖的酸败,应对生产糕点的原料进行消毒和灭菌。对所使用的花生仁、芝麻、核桃仁和果仁等已有霉变和酸败迹象的不能采用。

②制作过程中灭菌不彻底。各种糕点食品生产时,都要经过高温处理,既是食品熟制又是杀菌过程。在这个过程中,大部分的微生物都被杀死,但抵抗力较强的细菌芽孢和霉菌孢子往往残留在食品中,遇到适宜的条件,仍能生长繁殖,引起糕点食品变质。

③糕点包装贮藏不当。糕点的生产过程中,由于包装及环境等方面的原因会使糕点食品污染许多微生物。烘烤后的糕点,必须冷却后才能包装。所使用的包装材料应无毒、无味,生产和销售部门应具备冷藏设备。

2)鱼类的腐败变质

(1)鱼类中的微生物

关于鱼类的微生物学说,到现在为止已发表过很多见解。但大体上不外乎两种,即有菌学说和无菌学说。根据许多资料报道,目前一般认为,新捕获的健康鱼类,其组织内部和血液中常常是无菌的。但在鱼体表面的黏液中、鱼鳃里以及肠内都存在着微生物。鱼体表面的皮肤每平方厘米有10 2 ~10 7 个细菌,鳃每克有10 3 ~10 7 个细菌,肠液中每毫升有10 3 ~10 8 个细菌。由于季节、鱼场、种类的不同,体表所附细菌数有所差异。捕捉方式也会影响细菌的数目。例如用网捕获到的鱼的细菌污染通常要比钩捕到的鱼高10~100倍。据分析检验,存在于鱼类中的微生物种类主要有:假单胞菌属、不动杆菌属、莫拉氏菌属、无色杆菌属、黄杆菌属、弧菌属等。其他如芽孢杆菌、大肠杆菌、棒状细菌等也有报道。

一般来说,新鲜鱼的微生物污染主要由其捕获水域的微生物存在状况而决定。捕获水域的卫生状况是影响鱼微生物污染的关键。除了水源以外,每个加工过程,如剥皮、去内脏、分割、拌粉、包装等都会造成微生物的污染。健康的鱼组织内部是无菌的,微生物在鱼体内存在的部位主要是外层黏膜、鱼鳃和鱼体的肠内。淡水或温水鱼中含有较多的嗜温型革兰氏阳性菌,海水鱼则含有大量的革兰氏阴性菌。

(2)鱼类的腐败变质

在一般情况下,鱼类比肉类更易腐败,这是由于两方面的原因造成的,一是获得水产品的方法,二是鱼类本身的问题。鱼类在捕获后,不是立即清洗处理,多数情况下是带着容易腐败的内脏和鳃一起进行运输,这样容易引起腐败。鱼体本身含水量高(70%~80%),组织脆弱,鱼鳞容易脱落,造成细菌容易从受伤部位侵入。鱼体表面的黏液又是细菌良好的培养基,再加上鱼死后体内酶的作用,因而鱼类死后僵直持续时间短,自溶迅速发生,很快发生腐败变质。

淡水鱼和海水鱼都有较高水平的蛋白质及其他含氮化合物(如游离氨基酸、氨和三甲胺等一些挥发性氨基氮、肌酸、牛磺酸、尿酸、肌肽和组氨酸等),不含碳水化合物,而含脂肪量因品种而异,有的很高,有的则很低。鱼变质时腐败微生物首先利用简单化合物,并产生各种挥发性的臭味成分,如氧化三甲胺、肌酸、牛磺酸、尿酸、肌肽和其他氨基酸等,这些物质再在腐败微生物的降解下产生三甲胺、氨、组胺、硫化氢、吲哚和其他化合物。蛋白质降解可以产生组胺、尸胺、腐胺、联胺等恶臭类物质,这些物质也是评定鱼类腐败的重要指标。一般说来,鱼类的腐败变质都有以下几个阶段:

①新鲜鱼的鱼体僵硬(指未经冰冻冷藏的鱼)。鱼体的僵硬一般出现在鱼死亡后4~5h之内,以后慢慢缓解以致消失。处于僵硬期间的鱼,因死亡不久,较为新鲜。此外,新鲜鱼的鳞片紧附体表,通常无脱落现象;眼球饱满,不下陷;鳃呈红色或暗红色;腹部不膨胀;体表光洁,肌肉有弹性,当用手指按压时,形成的凹陷迅速平复;切开时,肉与骨骼不易分开;无异常臭味。

②变质鱼在鱼体应该僵硬的期间(死后4~5h内)不僵硬。具体表现为:鱼身颜色暗淡,光泽度较差;鳃多呈淡红色、暗红色至紫红色;眼珠不饱满,稍见下凹;鳞片已有脱落,用手指稍为撕动,也易于剥落,油腻粘手;腹部有轻度膨胀;肌肉弹性减弱,用手指按压,留下的凹陷平复很慢;鱼体有腥臭味;鱼的肌肉与骨骼易分离。

③开始变质时,体表的细菌在黏液中生长繁殖,使鱼体表面发生浑浊,放出不快气味,进一步使鱼鳞脱落,造成污染的细菌进一步蔓延扩散。鱼鳃由于细菌酶作用,使原来的红色变为褐色,细菌通过鱼鳃进入组织。同时肠内的细菌也迅速繁殖,使肠壁溃烂,造成细菌到处扩散。鱼肠也可从肛门中流出去感染其他的鱼。进入组织内部的细菌分解鱼肌肉中的蛋白质,产生吲哚、粪臭素、硫化氢等异味化合物,最后整个鱼体被细菌所腐败。

(3)腌制鱼品的腐败变质

一般情况下,鱼经过腌制以后,能杀灭或抑制大部分微生物的生长。但也有少数耐高渗微生物能在25%~35%的盐环境中生长发育,造成腌制鱼品发生赤变腐败,使鱼变为粉红色,最终引起腐烂。引起赤变的主要菌是玫瑰色微球菌、盐制品假单胞菌、红皮假单胞菌、盐地赛氏杆菌和盐杆菌属等。

(4)鱼变质的主要微生物

新鲜鱼变质的主要微生物有细菌、酵母和霉菌,其中细菌主要有不动细菌、产气单胞菌、产碱杆菌、芽孢杆菌、棒杆菌、肠道菌、大肠杆菌、黄杆菌、乳酸菌、李斯特菌、微杆菌、假单胞菌、嗜冷菌、弧菌等。

鱼经过加食盐腌制后,可以抑制大部分细菌的生长。当食盐的浓度在10%以上时,一般细菌生长即受到抑制。但球菌比杆菌的耐盐力要强,即使在15%的食盐浓度时,多数球菌还能发育。为此,欲抑制腐败菌的生长和鱼体本身酶的作用,食盐浓度必须提高到20%以上。但经高盐腌制的鱼体经常还会发生变质现象,主要是由于嗜盐菌在鱼体上生长繁殖的缘故。

3)食品中腐败微生物的防治与食品保藏

食品保藏的原理是围绕着防止微生物污染、杀灭或抑制微生物生长繁殖以及延缓食品自身组织酶的分解作用而采用物理学、化学和生物学方法,使食品在尽可能长的时间内保持其原有的营养价值、色、香、味及良好的感官性状。要防止微生物的污染,就需要对食品进行必要的包装,使食品与外界环境隔绝,并在贮藏中始终保持其完整和密封性。因此食品的保藏与食品的包装是紧密联系的。食品保藏技术主要有:

(1)食品的低温保藏

食品在低温下,本身酶活性及化学反应得到延缓,食品中残存微生物生长繁殖速度大大降低或完全被抑制,因此食品的低温保藏可以防止或减缓食品的变质,在一定时期内,可较好地保持食品的品质。

①食品的冷藏。冷藏的温度一般设定在-1~10℃范围内(一般为数天或数周)。

②食品的冷冻保藏。食品在冰点以上时,只能作较短期的保藏,较长期保藏需在-18℃以下冷冻贮藏。

(2)食品的气调保藏

气调保藏是指用阻气性材料将食品密封于一个改变了气体的环境中,从而抑制腐败微生物的生长繁殖及生化活性,达到延长食品货架期的目的。

(3)加热杀菌保藏

该技术利用了微生物的耐热性及影响加热杀菌的因素。微生物具有一定的耐热性。加热杀菌的方法主要有常压杀菌(巴氏消毒法)、加压杀菌、超高温瞬时杀菌、微波杀菌、远红外线加热杀菌和欧姆杀菌等。

①微波杀菌。微波(超高频)一般是指频率在300~300000 MHz的电磁波。微波杀菌保藏食品是近年来在国际上发展起来的一项新技术,具有快速、节能、对食品的品质影响很小的特点。

②远红外线加热杀菌。远红外线是指波长为2.5~1000μm的电磁波。食品的很多成分对3~10μm的远红外线有强烈的吸收作用,因此食品往往选择这一波段的远红外线加热。

远红外线加热具有热辐射率高;热损失少;加热速度快,传热效率高;食品受热均匀,不会出现局部加热过度或夹生现象;食物营养成分损失少等特点。

③欧姆杀菌。欧姆杀菌是一种新型的热杀菌方法。欧姆加热是利用电极将电流直接导入食品,由食品本身介电性质所产生的热量,以达到直接杀菌的目的。一般所使用的电流是50~60 Hz的低频交流电。

(4)非加热杀菌保藏

非加热杀菌(冷杀菌)是相对于加热杀菌而言的,无需对物料进行加热,利用其他灭菌机理杀灭微生物,因而避免了食品成分因热而被破坏。冷杀菌方法有多种,如放射线辐照杀菌、超声波杀菌、放电杀菌、高压杀菌、紫外线杀菌、磁场杀菌、臭氧杀菌等。

①辐照杀菌。食品的辐照保藏是指用放射线辐照食品,借以延长食品保藏期的技术。微生物受电离放射线的辐照,细胞膜等分子引起电离,进而引起各种化学变化,使细胞直接死亡。

②超声波杀菌。声波在9~20 kHz以上都为超声波。超声对细菌的破坏作用主要是强烈的机械震荡作用,使细胞破裂、死亡。超声波作用于液体物料,产生空化效应,空化泡剧烈收缩和崩溃的瞬间,泡内会产生几百兆帕的高压、强大的冲击波及数千度的高温,对微生物会产生粉碎和杀灭作用;另外,还有加热和氧化作用。

③高压杀菌。高压杀菌是指将食品物料以某种方式包装以后,置于高压200 MPa以上大气压装置中加压,使微生物的形态、结构、生物化学反应、基因机制以及细胞壁、膜发生多方面的变化。

(5)食品的干燥和脱水保藏

防霉干制食品的水分一般在3%~25%,如水果干为15%~25%,蔬菜干为4%以下,肉类干制品为5%~10%。

(6)食品的化学保藏法

化学保藏法包括盐藏、糖藏、醋藏、酒藏和防腐剂保藏等。盐藏和糖藏都是根据提高食物的渗透压来抑制微生物的活动,利用增加食品渗透压、降低水分活度,从而抑制微生物生长的一种贮藏方法。醋和酒在食物中达到一定浓度时也能抑制微生物的生长繁殖,防腐剂能抑制微生物酶系的活性以及破坏微生物细胞的膜结构。防腐剂按其来源和性质可分成有机防腐剂和无机防腐剂两类。有机防腐剂包括苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、脱氢醋酸及其盐类、对羟基苯甲酸酯类、丙酸盐类、双乙酸钠、邻苯基苯酚、联苯、噻苯咪唑等。

思考题

1. 比较细菌、酵母菌和霉菌菌落的差异。

2. 什么是革兰氏染色?简述其基本原理和主要操作步骤。

3. 微生物细胞的化学组成有哪些主要物质,这些物质的主要生理功能是什么?

4. 微生物有哪几种呼吸类型?

5. 各举一例,分别描述细菌和霉菌引起的食物中毒的中毒症状、病原微生物来源。 162ptJeBo3NfeY9wlV+hVxxuhRmtIYys4od3d+sQ8luvUBXtVk/NcERXW/aHw0Z9

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