1、 第七章第七章 微生物对环境的污染与危害微生物对环境的污染与危害第三节第三节 微生物代谢物与环境污染微生物代谢物与环境污染 一、微生物毒素与食品污染一、微生物毒素与食品污染 1.细菌毒素 2.放线菌毒素 3.真菌毒素 4.藻类毒素 1.细菌毒素细菌毒素 可分为内毒素与外毒素。可分为内毒素与外毒素。内毒素是微生物细胞的内毒素是微生物细胞的组分，通常为细胞壁的某一成分，只有当菌体裂解或组分，通常为细胞壁的某一成分，只有当菌体裂解或融溶时才能释放。外毒素由微生物合成后，分泌到细融溶时才能释放。外毒素由微生物合成后，分泌到细胞外面。外毒素的毒力强于内毒素，但不耐高温。胞外面。外毒素的毒力强于内毒素，但
2、不耐高温。常见的外毒素有白喉毒素、破伤风毒素、霍乱肠常见的外毒素有白喉毒素、破伤风毒素、霍乱肠毒素、肉毒毒素、葡萄球菌肠毒素等。毒素、肉毒毒素、葡萄球菌肠毒素等。（1 1）肉毒毒素肉毒毒素 是由肉毒梭菌产生的外毒素，是一种极强的神经毒，主要作用于神经和肌肉的连接处及植物神经末梢，阻碍神经末梢乙酰胆碱的释放，导致肌肉收缩不全和肌肉麻痹。肉毒毒素属剧毒物，1mg可以杀死100万只豚鼠。此毒素对热极不稳定，经80、30min或100、1020min可完全破坏。肠道中蛋白分解酶不能分解此毒素。肉毒梭菌是革蓝氏阳性菌，产芽孢，能运动，专性厌氧，可侵染水果、蔬菜、鱼、肉、罐头、香肠等食品。预防肉毒中毒可把
3、食品保存在pH4.5，或盐分10%或温度3 的条件下。罐头食品需经121高压灭菌，以杀死芽孢。（2）葡萄球菌肠毒素）葡萄球菌肠毒素 是由金黄色葡萄球菌的产毒菌株产生的外毒素，可引起食物中毒。当肠道吸收了该毒素后，在26h之内即可引起恶心呕吐等急性肠胃病症状。毒性较弱，较少致命。金黄色葡萄球菌为革兰氏阳性、不产芽孢的球状菌。该毒素用一般的烹饪方法不能破坏，需经100 oC，2h处理方可破坏。因此预防中毒的方法是，防止一切污染该菌的机会。2.2.放线菌毒素放线菌毒素 如链霉菌属放线菌产生的放线菌素，可使大鼠产生肿瘤。如链霉菌属放线菌产生的放线菌素，可使大鼠产生肿瘤。3.3.真菌毒素真菌毒素 是指以
4、霉菌为主的真菌代谢活动所产生的毒素。真菌毒素致病有下几个特点：中毒常与食物有关;发病有季节性或地区性；不产生抗体，也不能免疫；患者无传染性；一次性大量摄入往往发生急性中毒；长期少量摄入则发生慢性中毒和致癌。至今发现的真菌毒素达300种。其中，毒性较强的有黄曲霉毒素、棕曲霉毒素、黄绿青霉素、红色青霉毒素B、青霉酸等。黄曲霉毒素主要由黄曲霉和寄生曲霉产生的毒素，是剧毒物，也是致癌物，可诱发肝癌。已确定结构的黄曲霉毒素共有20多种，以黄曲霉毒素B1毒性最大，致癌性最强，稳定性最高。黄曲霉毒素污染食物的范围很广，包括粮食、油、蔬菜、豆类、烟草、肉类、乳品、水果等，其中以花生、花生油、玉米、棉籽饼粉、棕
5、榈仁、可可豆、大米、小米等较常见，污染最重的是花生、花生油和玉米。预防黄曲霉毒素污染的主要措施：降低含水量，降低相对湿度，充CO2降低氧量，使用化学药剂等。4.4.藻类毒素藻类毒素（1）甲藻 甲藻是藻类中对人类威胁最大的藻种，它产生的毒素对人类有剧毒。产生毒素的甲藻主要是膝沟藻属的种类，海洋赤潮中的甲藻多为此属。（2）蓝细菌 淡水中蓝细菌产生的毒素主要使鱼类、家畜、水鸟等致死。（3）金藻 海水中金藻纲产生的毒素可使鱼类大量死亡。二、二、气味代谢物气味代谢物 从放线菌产生的土腥味物质中分离到土腥素（或土臭味素）。土腥素是一种透明的中性油，相对分子质量182，嗅阈值极低0.2mg/L。具有土腥味的
6、鱼肉中也可检出土腥素，鱼肉的味阈值为0.6g/100kg鱼肉。其他引起环境污染的微生物气味代谢物有氨、胺、硫化氢、硫醇、（甲基）吲哚、粪臭素、脂肪、酸、醛、醇、脂等。三、三、酸性矿水酸性矿水 酸性矿水的形成：化学氧化和生物（耐酸细菌）氧化。FeSFeSO4+H2SO4 FeSO4 硫杆菌 Fe2(SO4)3FeS+Fe2(SO4)3FeSO4+S S 硫杆菌 H2SO4 酸性废水的危害：随水渗漏或顺河道扩散，污染农田、水渠、河流，破坏自然生态、生物群落、毒害鱼类、影响人类生活。酸性废水的治理措施：投加大量纤维素，造成缺氧环境，促进反硫化作用的产生；投加抗微生物的药剂（-酮酸类、羧酸类），抑制硫
7、杆菌的活性。加石灰提高pH，使硫酸成为硫酸钙沉淀；开采后层层覆盖，避免酸性矿水形成。四、汞的生物甲基化四、汞的生物甲基化 排入环境的汞大多为无机汞（元素汞和汞离子），经过微生物的甲基化作用后，形成的甲基汞毒性增强，使汞的危害大大加剧。是水俣病的主要原因。能形成甲基汞的厌氧细菌有产甲烷菌、匙形梭菌；好氧细菌有荧光假单胞菌、草分枝杆菌、大肠埃希氏菌、产气肠杆菌、巨大芽孢杆菌等；真菌中有粗糙脉孢霉、黑曲霉、短柄帚霉以及酿酒酵母等。汞的生物甲基化往往与甲基钴胺素有关。甲基钴胺素即VB12甲基传递体。（1）汞的非酶促甲基化 在中性水溶液中，以甲基钴胺素作为甲基供体，汞可被转化为甲基汞。这种转化是纯化学反
8、应，能快速而定量地进行。在有氧和厌氧条件下，汞的甲基化均能顺利完成。（2）汞的酶促甲基化 在自然界，除个别情况外,甲基汞都是在微生物的作用下形成的。微生物的作用可分为直接作用与间接作用。直接作用是指直接在微生物酶的催化下发生甲基化过程。间接作用则是指在微生物体外发生的甲基化过程。水体中酶促甲基化的速率受pH值、通气、微生物种类的影响。在汞污染水域，鱼体内的汞主要以甲基汞的形态存在。（四种机理四种机理）五、微生物引起的硝酸盐还原对人体的影响五、微生物引起的硝酸盐还原对人体的影响 1.引起高铁血红蛋白症 在有氧条件下，微生物 NO-3。当饮用水中NO-3过高时，会使婴儿得高铁血红蛋白症。2.生成亚硝胺 在人肠道内处于酸性情况下，硝酸还原细菌可把NO-3转变为NO-2，蛋白质等物质代谢过程中常有胺类物质产生。故硝酸盐被认为是致癌物亚硝胺的前体。
