第 1 页:第一节 微生物污染及其预防 |
第 4 页:第二节 化学性污染及其预防 |
第 7 页:第三节 食品的放射性污染及预防 |
一、食品的细菌污染与腐败变质
食品的细菌以及由此引起的腐败变质是食品卫生中最常见的有害因素之一。
食品中的细菌,绝大多数是非致病菌。它们对食品的污染程度是间接估测食品腐败变质可能性及评价食品卫生质量的重要指标,同时也是研究食品腐败变质的原因、过程和控制措施的主要对象。此节讨论的主要是非致病菌。
(一)食品的细菌污染
由于非致病菌中多数非腐败菌,从影响是食品卫生的角度出发,应特别注意以下几属常见的食品细菌。
1.常见的食品细菌:①假单胞菌属。②微球菌属。③芽孢杆菌属。④肠杆菌科各属。⑤弧菌属与黄杆菌属。⑥嗜盐杆菌属与嗜盐球菌属。⑦乳杆菌属。
2.评价食品卫生质量的细菌污染指标与食品卫生学意义
反映食品卫生质量的细菌污染指标,可分为两个方面:一为细菌总数,二是大肠杆菌。
(1)食品中的细菌数量及卫生学意义。
食品中的细菌数量一般是以单位(g、ml、cm2)食品中细菌的个数,并不考虑细菌的种类,常用菌落总数来表示。其卫生意义为:一是食品清洁状态的标志,利用它起到监督食品的清洁状态。二是预测食品的耐保藏期。
(2)大肠菌群
①菌属及来源:包括肠杆菌科的埃希氏菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆菌属和克雷伯菌属。
②食品卫生学意义:大肠菌群一般都是直接或间接来自人与温血动物粪便。食品中如检出大肠菌群其卫生学意义:一是表示食品曾受到人与温血动物粪便的污染;作为肠道致病菌污染食品的指示菌。因为大肠菌群与肠道致病菌来源相同,且在一般条件下大肠菌群在外界生存时间与主要肠道致病菌是一致的。
(二)食品的腐败变质
1.食品腐败变质的原因:①微生物的作用:是引起食品腐败变质的重要原因。微生物包括细菌、霉菌和酵母。②食品本身的组成和性质:包括食品本身的成分、所含水分、pH值高低和渗透压的大小。
2.食品腐败变质的化学过程、产物与鉴定指标。
(1)食品中蛋白质的分解: 肉、鱼、禽、蛋、奶及豆类等食品,富含蛋白质,故以蛋白质分解为腐败变质的特征。鉴定指标:食品的腐败变质鉴定指标一般是从感官、物理、化学和微生物四个方面确定其适宜指标。A:以蛋白质为主的食品目前仍以感官指标最为敏感可靠,特别是通过嗅觉可以判定极轻微的腐败变质。B:物理指标:蛋白质分解时小分子物质增多这一现象,先后研究有食品浸出物量、浸出液电导率、折光率、冰点下降、粘度上升及pH改变等变化。C:化学指标:目前认为与食品腐败变质程度符合率较高的化学指标有三个,均为根据蛋白质分解产物的定量测定。一个是挥发性盐基总氮。二是二甲胺与三甲胺。
三为K值。
(2)食品中脂肪的酸败:食用油脂和食品中脂肪的酸败程度,受脂肪本身的饱和程度、紫外线、氧、水分、天然抗氧化成分以及铜、铁、镍等金属离子的存在及食品中微生物的解脂酶的影响。
(3)碳水化合物的分解:以碳水化合物为主的分解,通常称为发酵或酵解。
二、霉菌与霉菌毒素对食品的污染及其预防
(一)概述
霉菌是真菌的一部分。真菌是指有细胞壁,不含叶绿素,无根、茎、叶,以寄生或腐生方式生存,能进行有性或无性繁殖的一类生物,霉菌是菌丝体比较发达而又没有子实体的那一部分真菌。
与食品卫生关系密切的霉菌大部分属于半知菌纲中曲霉菌属、青霉菌属和镰刀霉菌属。
1.霉菌的发育和产毒条件
霉菌产毒需要一定的条件,影响霉菌产毒的条件主要是食品基质中的水分、环境中的温度和湿度及空气的流通情况。
①水分和湿度:霉菌的繁殖需要一定的水分活性。因此食品中的水分含量少,(溶质浓度大),P值越小,aw越小,即自由运动的水分子较少,能提供给微生物利用的水分少,不利于微生物的生长与繁殖,有利于防止食品的腐败变质。
②温度:大部分霉菌在28℃~30℃都能生长。10℃以下和30℃以上时生长明显减弱,在0℃几乎不生长。但个别的可能耐受低温。一般霉菌产毒的温度,略低于最适宜温度。
③基质:霉菌的营养来源主要是糖和少量氮、矿物质,因此极易在含糖的饼干、面包、粮食等类食品上生长。
2.主要产毒霉菌
霉菌产毒只限于产毒霉菌,而产毒霉菌中也只有一部分毒株产毒。目前已知具有产毒株的霉菌主要有:
曲霉菌属:黄曲霉、赭曲霉、杂色曲霉、烟曲霉、构巢曲霉和寄生曲霉等;
青霉菌属:岛青霉、桔青霉、黄绿青霉、扩张青霉、圆弧青霉、皱折青霉和荨麻青霉等;
镰刀菌属:犁孢镰刀菌、拟枝孢镰刀菌、三线镰刀菌、雪腐镰刀菌、粉红镰刀菌、禾谷镰刀菌等;
其它菌属中还有绿色木霉、漆斑菌属、黑色葡萄状穗霉等。
产毒霉菌所产生的霉菌毒素没有严格的专一性,即一种霉菌或毒株可产生几种不同的毒素,而一种毒素也可由几种霉菌产生。如黄曲霉毒素可由黄曲霉、寄生曲霉产生;而如岛青霉可产生黄天精、红天精、岛青霉毒素及环氯素等。
3.霉菌污染食品的评定和食品卫生学意义
(1)霉菌污染食品的评定:主要从两个方面进行评定
①霉菌污染度,即单位重量或容积的食品污染霉菌的量,一般cfu/g计。我国已制定了一些食品中霉菌菌落总数的国家标准。
②食品中霉菌菌相的构成。
(2)卫生学意义:
①霉菌污染食品可降低食品的食用价值,甚至不能食用。每年全世界平均至少有2%的粮食因为霉变而不能食用。
②霉菌如在食品或饲料中产毒可引起人畜霉菌毒素中毒。
4.霉菌毒素:目前已知的霉菌毒素有200多种。与食品卫生关系密切比较重要的有黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、杂色曲霉素、烟曲霉震颤素、单端孢霉烯化合物、玉米赤霉烯酮、伏马菌素以及展青霉素、桔青霉素、黄绿青霉素等。
(二)黄曲霉毒素
1.AF的化学结构和理化性质
黄曲霉毒素是一类结构类似的化合物。目前已经分离鉴定出20多种,主要为AFB和AFG两大类。从结构上彼此十分相似,含C、H、O 三种元素,都是二氢呋喃氧杂萘邻酮的衍生物,即结构中含有一个双呋喃环,一个氧杂萘邻酮(又叫香豆素)。其结构与毒性和致癌性有关,凡二呋喃环末端有双键者毒性较强,并有致癌性。在食品检测中以AFB1为污染指标。
AFT在紫外光的照射下能发出特殊的荧光,因此一般根据荧光颜色、Rf值、结构来进行鉴定和命名。AFT耐热,一般的烹调加工很难将其破坏,在280℃时,才发生裂解,毒性破坏。AFT在中性和酸性环境中稳定,在pH9~10的氢氧化钠强碱性环境中能迅速分解,形成香豆素钠盐。AFT能溶于氯仿和甲烷,而不溶于水、正己烷、石油醚及乙醚中。现国内检测AFB1采用薄层层析法。
2.产毒的条件 AFT是有黄曲霉和寄生曲霉产生的。寄生曲霉的所有菌株几乎都能产生黄曲霉毒素,并不是所有黄曲霉的菌株都能产生黄曲霉毒素。黄曲霉产毒的必要条件为湿度80%~90%,温度25~30℃,氧气1%。此外天然基质培养基(玉米、大米和花生粉)比人工合成培养基产毒量高。
3.对食品的污染 一般来说,国内长江以南地区黄曲霉毒素污染要比北方地区严重,主要污染的粮食作物为花生、花生油和玉米,大米、小麦、面粉污染较轻,豆类很少受到污染。而在世界范围内,一般高温高湿地区(热带和亚热带地区)食品污染较重,而且也是花生和玉米污染较严重。
4.毒性 黄曲霉毒素有很强的急性毒性,也有明显的慢性毒性和致癌性。
(1)急性毒性:黄曲霉毒素为一剧毒物,其毒性为氰化钾的10倍。对鱼、鸡、鸭、大鼠、豚鼠、兔、猫、狗、猪、牛、猴及人均有强烈毒性。鸭雏的急性中毒肝脏病变具有一定的特征,可作为生物鉴定方法。一次大量口服后,可出现:①肝实质细胞坏死。②胆管上皮增生。③肝脏脂肪浸润,脂质消失延迟。④肝脏出血。
国内外亦有黄曲霉毒素引起人急性中毒的报道。
(2)慢性毒性:长期小剂量摄入AFT可造成慢性损害,从实际意义出发,它比急性中毒更为重要。其主要表现是动物生长障碍,肝脏出现亚急性或慢性损伤。其他症状如食物利用率下降、体重减轻、生长发育迟缓、雌性不育或产仔少。
(3)致癌性:①AFT可诱发多种动物发生癌症。②黄曲霉毒素与人类肝癌发生的关系:AFT对动物有强烈的致癌性,并可引起人急性中毒,但对人类肝癌的关系难以得到直接证据。从肝癌流行病学研究发现,凡食物中黄曲霉毒素污染严重和人类实际摄入量比较高的地区,原发性肝癌发病率高。
5.黄曲霉毒素的代谢和生化作用:AFB1进入机体后,需在体内代谢(活化)过程,才能由前致癌物变成终致癌物。黄曲霉毒素在体内的代谢主要是在肝脏微粒体酶作用下进行脱甲基、羟化和环氧化反应。二呋喃环末端双键的环氧化反应,形成AFB1-2,3环氧化物,与AFT的毒性、致癌性、致突变性都有关系。
AFT如不连续摄入,一般不在体内蓄积。一次摄入后,约经一周经呼吸、尿、粪等将大部分排出。
6. 预防措施
预防AFT 危害人类健康的主要措施是加强对食品的防霉,其次是去毒,并严格执行最高允许量标准。
(三)杂色曲霉毒素是一类结构近似的化合物,目前已有十多种已确定结构。结构中基本都有两个呋喃环,与AFT 结构近似。生物体可经多部位吸收ST,并可诱发不同部位癌变。其二呋喃环末端双键的环氧化与致癌性有关。
在生物体内转运可能有两条途径,一是与血清蛋白结合后随血液循环到达实质器官,二是被巨噬细胞转运到耙器官。ST引起的致死病变主要为肝脏。
(四)镰刀菌毒素
镰刀菌毒素种类较多,从食品卫生角度(与食品可能有关)主要有单端孢霉烯族化合物、玉米赤霉烯酮、丁烯酸内酯、伏马菌素等毒素。
1.单端孢霉烯族化合物是一组主要由镰刀菌的某些菌种所产生的生物活性和化学结构相似的有毒代谢产物。目前已知从谷物和饲料中天然存在的单端孢霉烯族化合物主要有T-2毒素、二醋酸镳(biao)草镰刀菌烯醇、雪腐镰刀菌烯醇和脱氧雪腐镰刀菌烯醇。其基本化学结构是倍半萜烯。
因在C-12、C-13位上可形成环氧基,故又称为12、13-环氧单端孢霉烯族化合物,此种12,13-环氧基是其毒性的化学结构基础。
该化合物化学性能非常稳定,一般能溶于中等极性的有机溶剂,微溶于水。在实验室条件下长期储存不变,在烹调过程中不宜破坏。
毒性的共同特点为较强的细胞毒性、免疫抑制、致畸作用、有的有弱致癌性。急性毒性也强。可使人和动物产生呕吐,当浓度在0.1~10mg/kg即可诱发动物呕吐。
单端孢霉烯族化合物除了共同毒性外,不同的化合物还有其独特的毒性。
2.玉米赤霉烯酮, 主要由禾谷镰刀菌、黄色镰刀菌、木贼镰刀菌等。是一类结构相似具有二羟基苯酸内酯化合物,主要作用于生殖系统具有类雌激素作用,猪对该毒素最敏感。玉米赤霉烯酮主要污染玉米,也可污染小麦、大麦、燕麦和大米等粮食作物。
3.伏马菌素(FB) 是最近受到发达国家极大关注的一种霉菌毒素。由串珠镰刀菌产生。是一类不同的多氢醇和丙三羧酸的双酯化合物。从伏马菌素中分离出两种结构相似的有毒物质,分别被命名为伏马菌素B1(FB1)和伏马菌素B2(FB2),食物中以FB1为主。
可引起马的脑白质软化症,羊的肾病变,狒狒心脏血栓,抑制鸡的免疫系统,猪和猴的肝脏毒性,猪的肺水肿,还可以引起动物实验性的肝癌。是一个完全的致癌剂。FB1与神经鞘氨醇和二氢鞘氨醇的结构极为相似,是神经鞘脂类生物合成的抑制剂。阻断神经鞘氨醇的合成。神经鞘氨醇为细胞调控因子,从而影响DNA的合成。
FB1对食品污染的情况在世界范围内普遍存在,主要污染玉米及玉米制品。FB1为水溶性霉菌毒素,对热稳定,不易被蒸煮破坏,所以同AFT一样,控制农作物在生长、收获和储存过程中的霉菌污染仍然是至关重要。
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