微生物产食品毒素的遗传学方法

微生物产食品毒素的遗传学方法1第一页，共二十七页，编辑于2023年，星期六主要内容微生物引起的食物中毒简介微生物产食品毒素的分类微生物的遗传学研究方法微生物的遗传学研究方法在食品毒素预防和检测中的应用2第二页，共二十七页，编辑于2023年，星期六1997年WHO指出数十亿人因食物患病食源性疾病发生率5~10%5岁以下儿童腹泻15亿例死亡300万人中国

20-40万人/年食物中毒死亡300人2001年，卫生部共收到全国各地发生的食物中毒事件报告706起，中毒22193人，其中因中毒导致死亡184人。3第三页，共二十七页，编辑于2023年，星期六微生物引起的食物中毒

指人体因吃了含有有害微生物或微生物毒素的食物而引起的一切中毒性疾患。根据引起食物中毒的机理不同可分为感染型及毒素型。

感染型食物中毒：是指病原细菌污染食物，并在食物中大量繁殖，这种含有大量活菌的食物被摄入人体，会引起人体消化道的感染而造成的中毒。毒素型食物中毒：是指食物中污染某些产毒微生物后，在适宜的条件下，这些微生物在食物中繁殖并产生毒素，由于毒素的作用而引起的中毒。

在这里我要介绍的就是造成毒素型食物中毒的微生物及其遗传学研究方法。4第四页，共二十七页，编辑于2023年，星期六微生物产的食品毒素细菌毒素

细菌污染食品后，在适宜的温度、水分、pH值和营养条件下，大量繁殖并产生毒素。此类毒素大多为肠毒类型，主要作用于肠壁上皮细胞，与小肠粘膜上皮细胞膜的受体结合，使细胞膜的腺苷酸环化酶活性增强，最终抑制肠壁上皮细胞对钠和水分的吸收，促进肠液与氯离子的分泌而引起腹泻。细菌性中毒的特点：

细菌性食物中毒有明显的季节性，多发生在夏秋季节（5-10月份）发病率较高，但死亡率较低。在食品中产生毒素的微生物多见于细菌和霉菌。

5第五页，共二十七页，编辑于2023年，星期六细菌毒素种类及产毒素细菌1.葡萄球菌肠毒素葡萄球菌肠毒素主要由金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌产生,目前已发现葡萄球菌肠毒素有A、B、C、D和E5种血清型，其中以A型最为多见，其毒性也最强，摄入1µg即可引起中毒。潜伏期1-7h,有呕吐、恶心和腹泻等急性胃肠炎症状。葡萄球菌肠毒素为可溶性蛋白质，但不受胰蛋白酶影响。对热较稳定，在室温下至少1周内毒性不变，破坏食品中存在的肠毒素必须加热至100℃并持续2h。在中国，葡萄球菌肠毒素主要污染乳和乳制品、含乳糕点、凉粉、米饭和甜酒酿等。6第六页，共二十七页，编辑于2023年，星期六2.肉毒梭菌毒素肉毒梭菌为革兰氏阳性厌氧菌，在厌氧条件下于罐头、腊肠、火腿或豆、谷类等合适基质上可产生肉毒梭菌毒素，简称肉毒毒素。肉毒毒素是有毒性成分和非毒性成分构成的复合物。非毒性成分对毒性成分具有保护作用，使肉毒毒素在消化道中能抵抗酸和胃蛋白酶的作用，进入小肠后，肉毒毒素受到胰蛋白酶的作用而释放出毒性成分。

肉毒毒素是肉毒杆菌产生的含有高分子蛋白的神经毒素，是目前已知在天然毒素和合成毒剂中毒性最强烈的生物毒素，它主要抑制神经末梢释放乙酰胆碱，引起肌肉松弛麻痹，特别是呼吸肌麻痹是致死的主要原因。中国发生的肉毒中毒绝大部分是家庭制作豆、谷类发酵食品，如臭豆腐、豆酱等。7第七页，共二十七页，编辑于2023年，星期六3.米酵菌酸米酵菌酸是由椰毒假单孢菌及其酵米面亚种产生的致死性外毒素。与其他细菌素素不同，米酵菌酸不是蛋白质，而是多不饱和脂肪二酸衍生物。米酵菌酸可引起酵米面、鲜银耳、酸凉粉和玉米粉等多种食品的中毒事故，平均病死率高达41.8%。

米酵菌中毒多以胃肠刺激症状起病，然后累及多种器官系统，具有多变和异变的特点，并且在消化道粘膜、脑膜、肝肾和皮肤等均可见充血或出血点。临床上，彻底洗胃是抢救成功的关键。8第八页，共二十七页，编辑于2023年，星期六4.蜡样芽孢杆菌肠毒素在蜡样芽孢杆菌中，有部分菌株产生肠毒素，并有致呕吐型和腹泻型胃肠炎肠毒素之分。前者具有耐热性，常存在于米饭类食物中；后者则可能存在于各种食品中。肠毒素为分子量为55000~60000的蛋白质。蜡样芽孢杆菌9第九页，共二十七页，编辑于2023年，星期六几种常见食品中毒性细菌比较菌种毒素及其食物中毒类型特点中毒症状沙门氏菌内毒素--为类脂、多糖和Pr的复合物感染型热抵抗力很弱，60℃下30min即杀死呕吐、腹泻、腹腔疼、头疼，体温升高，有时痉挛葡萄球菌肠毒素、溶血毒素、杀白血球毒素、凝固酶、耐热核酸酶、溶纤维蛋白酶毒素型耐盐性较强，在10-15%的NaCl培养基上也能生长，病性强，毒素的抗热力很强，120℃，20min不破坏急性胃肠炎症状，恶心呕吐，多次腹泻腹痛，吐比泻严重大肠杆菌内毒素和肠毒素一般不致病，病原性大肠杆菌的菌数平均在107cfu/g才能引起急性胃肠炎急性胃肠炎，呕吐、腹泻，大便呈水样便、软便或粘液便，重症有血便肉毒梭菌强烈外毒素，肉毒素是高分子单纯Pr，毒性最强对热的抵抗力一般，但芽孢耐热初期恶心、呕吐，后出现全身无力、头晕,视力模糊,瞳孔放大、言语障碍,最后呼吸困难导致死亡蜡样芽孢杆菌毒素型——肠毒素该菌不分解蛋白质，食品在感官上也无明显变化，无异味，很容易引起食物；中毒少量菌不引起中毒，但大量食入（107cfu/g）会引起中毒一种是呕吐型中毒，第二种是腹泻型10第十页，共二十七页，编辑于2023年，星期六其他产毒细菌李斯特菌变形杆菌小肠结肠炎椰尔森菌产气荚膜梭菌副溶血性弧菌大肠埃希菌11第十一页，共二十七页，编辑于2023年，星期六真菌毒素真菌毒素又称为霉菌毒素，是有真菌产生的毒性次级代谢产物，能引起人和动物的病理变化或生理变化。能够产生毒素的真菌主要是霉菌。霉菌毒素对热不敏感，一般烹调加热处理不能将毒素破坏去除，霉菌毒素引起食物中毒的特点：1.发生中毒与某些食物有联系。2.霉菌毒素中毒症发生往往有季节性和地区性，但无感染性。3.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。4.人和家畜家禽一次性摄入含有大量霉菌毒素的食物，往往会发生急性中毒，长期少量摄入会发生慢性中毒和致癌。5.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。12第十二页，共二十七页，编辑于2023年，星期六真菌毒素种类及产毒菌株具有产生真菌毒素能力的真菌称为产毒真菌，目前已知涉及10多个属，最常见的有曲霉属、青霉属和镰刀菌属等。1.黄曲霉毒素黄曲霉毒素是由黄曲霉和寄生曲霉产生的双呋喃香豆素类代谢产物。黄曲霉毒素被世界卫生组织划定为Ⅰ类致癌物，目前已知黄曲霉素结构有20种以上，其中以AFB1毒性最强，比氰化钾强10倍，毒性比砒霜大68倍，仅次于肉毒霉素，是目前已知霉菌中毒性最强的，致癌作用比已知的化学致癌物都强。显微镜下的黄曲霉13第十三页，共二十七页，编辑于2023年，星期六2.杂色曲霉毒素它是杂色曲霉和构巢曲霉等产生的，基本结构为一个双呋喃环和一个氧杂蒽酮。其中的杂色曲霉毒素IVa是毒性最强的一种，不溶于水，可以导致动物的肝癌肾癌、皮肤癌和肺癌，其致癌性仅次于黄曲霉毒素。

由于杂色曲霉和构巢曲霉经常污染粮食和食品，而且有80%以上的菌株产毒，所以杂色曲霉毒素在肝癌病因学研究上很重要。糙米中易污染杂色曲霉毒素，糙米经加工成标二米后，毒素含量可以减少90%。真菌毒素种类及产毒菌株14第十四页，共二十七页，编辑于2023年，星期六3.赭曲霉毒素赭曲霉毒素可由多种曲霉和青霉产生，其中赭曲霉和鲜绿青霉是最重要的产生菌。在赭曲霉毒素中以OA最为多见，毒性也最强。OA耐热，稳定性好。玉米、花生、麦类、高粱、大米和咖啡豆都可能污染OA。在天然低浓度污染条件下，OA主要表现为很强的肾毒，高剂量时还有肝毒。

真菌毒素种类及产毒菌株15第十五页，共二十七页，编辑于2023年，星期六4.展青霉素

展青霉素又称为棒曲霉素，是由多种青霉和曲霉产生的内酯类代谢产物，包括展青霉、圆弧青霉、棒曲霉和巨大曲霉等。在中国主要产毒菌为前两种青霉。展青霉素耐热，在酸性溶液中稳定，而在碱性溶液中易失活。展青霉素进入生物体后，可与许多酶的巯基相结合，使酶活性发生变化，从而产生毒性作用。真菌毒素种类及产毒菌株16第十六页，共二十七页，编辑于2023年，星期六5.其他酶菌毒素黄变米毒素：黄绿青霉毒素、桔青霉毒素、岛青霉毒素镰刀菌毒素：按其化学结构可分为以下三大类�即单端孢霉烯族化合物、玉米赤霉烯酮、丁烯酸内酯。棕曲霉毒素交链孢霉毒素真菌毒素种类及产毒菌株17第十七页，共二十七页，编辑于2023年，星期六

从细菌性毒素和真菌性毒素的化学成分来看，主要可以分为：蛋白质脂类及其衍生物小分子化合物毒素物质毒素基因反向聚合酶链反应(PCR)微生物食品毒素18第十八页，共二十七页，编辑于2023年，星期六微生物遗传学研究方法微生物遗传学研究方法包括很多，主要有杂交，生化分析和数量统计。其中杂交是途径；生化分析是方法；数量统计是工具。对产食品毒素的微生物进行遗传学上的研究可以了解微生物产食品毒素的机制，对微生物进行分类，而且能更好的应用在食品毒素预防和检测上。19第十九页，共二十七页，编辑于2023年，星期六微生物遗传学研究方法一.遗传学方法1.核酸分子杂交：利用DNA分子变性和复性的性质，使来源不同的DNA（或RNA）片段，按碱基互补配对原则形成杂交双链分子。利用序列已知的DNA或RNA探针、按照碱基互补的原理来检测样品中未知的核酸序列。杂交后通过显影或显色的方法，将与探针结合的核酸序列的位置或大小显示出来。2.转化是受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段并整合到受体菌的基因组中，如肺炎球菌的转化实验。(普遍存在)3.转导是以温和噬菌体为载体，把供体菌的部分遗传物质转移给受体菌，如噬菌体中装配时误将细菌DNA片段装入噬菌体头部内，当该噬菌体感染另一受体菌时，可将供体菌的DNA携带入受体菌。（细菌和放线菌中有这现象）

20第二十页，共二十七页，编辑于2023年，星期六微生物遗传学研究方法4.结合作用5.反向遗传学二.生化分析光谱法（吸收光谱、荧光光谱、浊度分析）电化学法生物活性检测法免疫分析法三.数量统计血球计数板法液体稀释法染色计数法平板菌落计数法比例计数法21第二十一页，共二十七页，编辑于2023年，星期六微生物遗传学研究方法已报导有转化现象的细菌和其他生物与性状表中可以看到，在微生物中有转化现象的种类非常广泛；同时，可转化的性状也相当广泛，有引起形态特征变化的性状，也有抗药性以及产生抗菌素与其他代谢产物能力的性状等。生物种类性状肺炎双球菌荚膜多糖的合成，形态变异、抗药性、酶的合成嗜血流感杆菌荚膜多糖合成、抗药性金黄的葡萄球菌抗青霉素变成敏感型，抗药性放线菌抗药性，产抗菌素的能力黑曲霉营养缺陷型茄子出现新的酶22第二十二页，共二十七页，编辑于2023年，星期六微生物遗传学研究方法已经报道有转导现象的细菌及其噬菌体

如温和噬菌体P22，在鼠伤寒沙门氏菌中就是能够进行普遍性转导的噬菌体，它能够将给体细胞的所有遗传性状，包括血清型、抗药性、发酵恩呢该、毒力、运动能力等等性状单个或几个在染色体上呈紧密连锁的基因的性状同时转导给受体细胞。微生物转导噬菌体炭疽芽孢杆菌CP-51蜡样芽孢杆菌CP-51，CP-53大肠杆菌P1，363,04-CF,肺炎克氏杆菌P1伤寒杆菌P22鼠伤寒沙门氏菌P22，ES1823第二十三页，共二十七页，编辑于2023年，星期六微生物产食品毒素的遗传学研究方法当已知微生物的毒素为蛋白质时，我们可以采用回溯法来研究微生物的毒素基因。即：当已知微生物的毒素为酯类、小分子化合物时，我们可以采用这种方法来研究微生物的毒素基因。相应的氨基酸对应的密码子对应的毒素基因蛋白质类毒素24第二十四页，共二十七页，编辑于2023年，星期六微生物遗传学研究方法在食品检测上的应用检测方法原理优点不足酶联免疫检测技术（ELISA)利用酶标记物同抗原抗体复合物的免疫反应与酶的催化放大作用相结合，当偶联物与故乡载体上的抗原或抗体反应而呈颜色。敏感、快速、简单假阳性或假阴性影响检测结果聚合酶链反应技术（