第13章 微生物代谢产物.ppt

1、第13章 微生物代谢产物对环境的污染,正常生态系统中，代谢产物在自然物质循环中不断运转，是物质循环的必要环节和重要组成 但在特殊情况下，可能大量积累，对人体或其他高等生物致毒，致癌，对环境造成不利影响,第一节 微生物毒素的污染和危害,微生物毒素是微生物的次级代谢产物;是一类具有生物活性，常在较低剂量时即对其他生物产生毒素的化合物总称 一细菌毒素 二放线菌毒素 三真菌毒素 四藻类毒素,一细菌毒素,细菌毒素,内毒素（endotoxin）,外毒素（exotoxin）,内毒素（endotoxin）是亲水性多糖部分和疏水性类脂结合为大分子的脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）,它是微生

2、物细胞壁的一部分，只有当菌体细胞裂解或自溶时才释放出来内毒素一般很稳定，耐强酸，强碱，强氧化剂，热稳定性好，oC,1h不会破坏,内毒素一般是因为细菌自溶，或在动物体内被降解时才释放出来，而且剂量相对少，因此对环境的威胁较小， 外毒素（exotoxin）细菌生长过程中释放到体外，以蛋白质为主，毒力强于内毒素，但热稳定性较差度被破坏破伤风毒素，葡萄球菌肠毒素，肉毒毒素等外毒素对环境，人体的伤害最大,（一）肉毒毒素,由肉毒梭菌（Clostridium botulinum）产生的外毒素，肉毒梭菌为革兰氏阳性，产芽孢，能运动的专性厌氧菌，产生的毒素主要侵染水果，蔬菜，鱼，肉，罐头，香肠等，家制发酵食品臭

3、豆腐，豆酱，豆豉中也常有次菌生长 肉毒梭菌毒素（botulin）是一种极强的神经毒素，mg可杀死万只豚鼠，人的致死量为0.1ug，毒素对热不稳定度min或100度20min可被完全破坏，肠道蛋白酶不能分解次毒素 防范措施： 罐头食品度高压灭菌；肉毒梭菌生长过程中有难闻气味可做为预警信号；放于pH值4.5，盐分或度以下保存；以产生毒素的食用前度min,最好弃之不用,（二）葡萄球菌肠毒素,金黄色葡萄球菌（Staphylococus aureus）所产生的一类抗原性蛋白质，主要主要通过人畜的皮肤，口腔，污染食品误食后会引起恶心，呕吐等不良症状，此蛋白相对分子量40000，耐热，100度以上亦不失活，

4、100度以上h ,才能破坏，被污染的食物，外观，结构，形态，气味均无异样，因此预防的最佳方法是防止污染该菌,二放线菌毒素,大多数的放线菌毒素可诱发肿瘤，但在特定情况下又能作为抗癌剂，如链霉菌属（Streptomyces）的放线菌可使大鼠产生肿瘤，但因其可抑制核酸的合成，故又作为抗癌剂使用,化学结构式分别为： 放线菌素D： 分子式：C62H86N12O16 分子量：1255.44 放线菌素S3 ： 分子式：C62H85N12O17 分子量：1270.44 为细胞周期非特异性药物，对G1期前半段最敏感，即相当mRNA合成时。其作用机制为与DNA结合，抑制以DNA为模板的RNA多聚酶，从而抑制RNA

5、的合成。,三真菌毒素（mycotoxin）,真菌毒素是小分子化学物。真菌毒素的种类较多，毒性也各不相同。其中黄曲霉毒素毒性极大，主要损伤肝脏，有很强的致癌性；脱氧雪腐镰刀菌烯醇对消化道有刺激作用。真菌的繁殖和真菌毒素的产生需要一定的温度和湿度,致病特点： 主要是食物中毒； 发病有季节性和地区性； 中毒一般不具有传染性； 有较强的抗药性；,黄曲霉毒素,1993年黄曲霉毒素被世界卫生组织(WHO)的癌症研究机构划定为1类致癌物，是一种毒性极强的剧毒物质。黄曲霉毒素的危害性，毒性为氰化物的倍，砒霜的倍，靶器官为肝脏，亦有引起胃，肠，肾病变者长时间食用含低浓度黄曲霉毒素的食物被认为是导致肝癌、胃癌、肠

6、癌等疾病的主要原因。 黄曲霉毒素主要由黄曲霉（ASpergillus flavus）及寄生曲霉（Asp.parasiticus）产生，此类真菌侵染范围很广，从粮食，蔬菜，水果，乳品以至于干果均有其踪迹，以玉米，花生最常见,理化性质：,黄曲霉毒素可以发出荧光,根据紫外线下照射发荧光的颜色不同分为:B 族蓝光，G族绿光自年以来确定结构的有种，其中B1是毒性最大，致癌力最强，又最稳定的 在紫外线下，黄曲霉毒素B1、B2发蓝色荧光，黄曲霉毒素G1、G2发绿色荧光。黄曲霉毒素的相对分子量为312-346。难溶于水，易溶于油、甲醇、丙酮和氯仿等有机溶剂黄曲霉毒素B1的分解温度为268。在pH9-10的溶液

7、中分解迅速,致病机理,黄曲霉毒素能与tRNA结合形成加成物，黄曲霉毒素-tRNA加成物能抑制tRNA与某些氨基酸结合的活性，对蛋白质生物合成中的必需氨基酸，如赖氨酸、亮氨酸、精氨酸和甘氨酸与tRNA的结合，均有不同的抑制作用，从而在翻译水平上干扰了蛋白质生物合成，影响细胞代谢。,预防措施：生产，收获，加工，储藏过程中，防止霉菌生长，保持通风，干燥环境不适宜霉菌生长，保持谷物含水量，花生含水量，储存场所相对湿度在以下，条件允许可存在CO2环境中，降低供氧量 去除毒素：挑除有毒花生、玉米 ，丢弃长出霉菌的蔬菜水果；大米黄曲霉毒素存于米糠中，食用前要细心淘洗；实验室常用次氯酸钠，漂白粉，氢氧化钠去黄

8、曲霉毒素,四藻类毒素,产毒素的甲藻引发赤潮后，产生的毒素会在贝类内脏积累，人食用后会引起急性中毒 如：从石房蛤中分离出来的石房蛤毒素（saxitoxin），是源于链状膝沟藻（Conyaulax catenella）,石房蛤毒素毒性与神经毒气沙林相同，国际条约已将其列为化学武器该毒素热稳定性强,第二节微生物的一般代谢产物的污染与危害,一般化合物（氨；硝酸与亚硝酸；氮氧化物；硫化氢；酸性矿水；甲基汞；羟胺；亚硝氨类；） 农药，工程材料的降解物,亚硝酸盐和亚硝胺 ： 据有关数据显示 ，10起食物中毒事件，就有8起与亚硝酸盐有关。剩菜经过长时间盐渍能产生亚硝酸盐，特别是一些绿叶蔬菜，其中尤以大白菜为最

9、。而亚硝酸盐可导致食物中毒，亚硝酸盐进入人体可反应成亚硝胺,亚硝胺是一种致癌物质。,大蒜抗亚硝胺：大蒜对亚硝胺的合成有明显的抑制作用，因此，常吃大蒜可以预防消化道肿瘤。,甲基汞,汞是地壳中相当稀少的一种元素，极少数的汞在自然中以纯金属的状态存在。纯汞的毒性相比起它的化合物来说算是比较温和的，除非皮肤破损或者溃烂，否则对汞的吸收量很少。但是在在地表以及低氧海域，汞可以被细菌“加工”，使之成为甲基汞。 这种汞的化合物比纯汞更为稳定，一旦进入生物体就很难排出来，经生物链的逐渐积累。这意味着在食物链里，每次大型动物掠食小动物，它们体内的汞含量都会有所增加。 这就是为何那些体形较大的鱼类鲨鱼、旗鱼、鲭鱼、山脊颈方头鱼和长鳍金枪鱼会受到如此严重的汞污染,汞与“水俣病” 1953年，日本九州熊本县水俣镇发生了一件怪事，成群发了疯的猫，步态不稳，身体弓曲，纷纷跳海自杀。不久，一些居民莫名其妙地生了怪病，口齿不清、面部发呆、手脚发抖、精神失常，这些病人经久治不愈，全身弯曲，悲惨死去。这个镇有4万居民，几年中先后有1万人不同程度地患有此种病。 经