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生物学视角下的食品安全

第一章食品安全的生物学基础

食品安全的定义与重要性核心定义食品安全是指食品无毒、无害,符合应当有的营养要求,对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。从生物学视角看,重点在于控制食品中的有害生物因素,包括致病微生物、寄生虫、生物毒素等。食品安全涉及食品生产、加工、储存、运输和销售的各个环节,需要运用微生物学、生物化学、分子生物学等多学科知识进行综合防控。重大意义保障公众健康:每年全球约有6亿人因食用受污染食品而患病,其中42万人死亡。有效的食品安全管理能够显著降低食源性疾病的发生率。

食品中的主要生物性危害因素生物性危害是食品安全领域最重要的威胁之一。了解这些危害因素的特征、传播途径和致病机制,是实施有效防控的前提。致病细菌包括沙门氏菌、大肠杆菌O157:H7、单核细胞增生李斯特菌、金黄色葡萄球菌等。细菌性食物中毒占食源性疾病的70%以上,主要通过污染食品、水源传播。病毒诺如病毒、甲型肝炎病毒等是常见的食源性病毒。病毒没有细胞结构,必须在活细胞内繁殖,传染性强,常通过受污染的水和食物传播。真菌与毒素霉菌污染食品后产生的真菌毒素,如黄曲霉毒素、赭曲霉毒素等,具有强致癌性和肝毒性。这些毒素耐热性强,普通烹饪难以破坏。寄生虫

看不见的威胁

微生物与食品的关系有益微生物的积极作用并非所有微生物都是有害的。人类利用微生物发酵已有数千年历史:乳酸菌:用于酸奶、奶酪、泡菜的发酵,改善风味并产生有益代谢产物酵母菌:面包发酵、酿酒、酱油生产的关键微生物霉菌:某些霉菌如米曲霉用于制作味增、豆豉等传统发酵食品这些有益微生物不仅丰富了食品的营养和风味,还能抑制有害菌的生长。微生物引起的腐败变质当有害微生物在食品中大量繁殖时,会导致食品腐败变质:蛋白质分解:产生氨、硫化氢等恶臭物质脂肪氧化:引起酸败、哈喇味碳水化合物发酵:产生酸味、胀气色素变化:食品褪色或产生异常颜色

第二章食品微生物学基础

细菌的形态与分类细菌是单细胞原核生物,是食品中最常见也最重要的微生物类群。了解致病菌的特征对于食品安全控制至关重要。沙门氏菌形态:革兰氏阴性杆菌,有鞭毛,能运动污染源:主要来自禽蛋、肉类及其制品致病特点:引起急性胃肠炎,潜伏期6-48小时,症状包括发热、腹泻、呕吐。每年在中国导致数百万例食物中毒。致病性大肠杆菌形态:革兰氏阴性短杆菌,周身鞭毛重点菌株:O157:H7是最危险的血清型,产生志贺毒素致病特点:引起出血性肠炎,严重者可导致溶血性尿毒症综合征,危及生命。主要污染未煮熟的牛肉、生乳。单核细胞增生李斯特菌形态:革兰氏阳性短杆菌,兼性厌氧特殊性:能在冷藏温度(4℃)下生长繁殖,是冰箱杀手致病特点:对孕妇、老人、免疫力低下者危害极大,可引起败血症、脑膜炎,孕妇感染可导致流产。常见于即食食品、冷藏肉制品。

真菌与病毒在食品安全中的角色真菌及其毒素危害真菌是真核微生物,包括霉菌和酵母。某些霉菌在食品上生长时会产生剧毒的真菌毒素:黄曲霉毒素:由黄曲霉和寄生曲霉产生,是已知最强的生物致癌物,主要污染花生、玉米、大米等谷物赭曲霉毒素:具有肾毒性和致癌性,污染谷物、咖啡豆、葡萄酒脱氧雪腐镰刀菌烯醇:又称呕吐毒素,污染小麦、玉米,引起急性中毒伏马毒素:主要污染玉米,可引起人类食道癌真菌毒素的特点是化学性质稳定,耐热性强,一般烹饪温度无法破坏,因此预防污染比事后处理更为重要。食源性病毒传播与防控病毒是比细菌更小的病原体,必须在活细胞内才能复制。食源性病毒的特点:诺如病毒:是引起急性胃肠炎的主要病原,传染性极强,仅需10-100个病毒颗粒即可致病。常通过受污染的贝类、沙拉传播甲型肝炎病毒:引起肝炎,潜伏期长(15-50天),通过粪-口途径传播,贝类、生鲜食品是高风险食物轮状病毒:主要感染婴幼儿,引起严重腹泻

微生物的营养与生长环境微生物的生长繁殖受多种环境因素影响。掌握这些因素及其相互关系,是控制食品中微生物生长的理论基础。温度低温菌:0-20℃生长,如李斯特菌在冷藏条件下仍能繁殖中温菌:20-45℃最适,大多数致病菌属此类,如沙门氏菌最适温度37℃高温菌:45℃以上生长,如某些芽孢杆菌控制策略:冷藏(4℃)和冷冻(-18℃)可抑制大多数微生物,但不能完全杀灭;高温加热(70℃)可有效杀菌水分活度(aw)水分活度表示食品中可被微生物利用的自由水含量。大多数细菌需要aw0.90,霉菌可在aw0.80环境生长,而酵母耐受aw0.85。控制策略:降低水分活度是重要的食品保藏方法,如干燥、腌制、添加糖或盐等,可有效抑制微生物生长。酸碱度(pH)大多数细菌最适pH为6.5-7.5,霉菌和酵母能耐受较低pH。不同食品的pH范围很广:肉类pH5.5-6.5,蔬菜pH4.5-6.5,水果pH2.5-4.5。