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食品安全主要包括生物安全和化学安全,自然条件下食品病原微生物是引发食品安全问题的主要因素,占食品安全问题的60%~70%,甚至更高。《食品病原微生物学(第二版)》以全新的框架和理论系统地论述了食品病原微生物学的基本理论、新现病原和发展趋势。鸟瞰了当今世界食品中病原微生物与食品的相互关系及全貌,明晰了食品病原的界限,对食品的生物安全因子做了全面论述。《食品病原微生物学(第二版)》共分10章,分别对食源性病原微生物的分类、分布,食品内外环境因素对微生物的影响,食物传播性病原微生物的致病性与感染,食物中毒性病原微生物,中毒性真菌及其毒素,食物中毒性藻类及其毒素,食物感染性病原微生物,食品传播性病毒,食物感染性寄生虫,食品病原微生物检验的理论基础等内容做了系统阐述。在病原种类上做了*为全面的介绍,丰富了食品安全的系统理论;对食物中毒性毒进行了简要介绍;对食品安全检验标准进行了补充和更新,力争与最新标准一致。《食品病原微生物学(第二版)》采用了大量图片,图文并茂,如果教学需要,可向作者索取(zsliu1959@sohu.com)
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目录第二版前言**版前言1 食品病原微生物的分类、分布 11.1 食品病原性细菌的分类 11.2 食品传播性病毒的分类 41.3 食品产毒性真菌的分类 51.4 食品传播性寄生虫的分类 71.5 菌的分类 81.6 食品微生物的分布 82 食品内外环境因素对微生物的影响 102.1 食品内环境因素对微生物的影响 102.2 食品的外在因素对微生物的影响 123 食品传播性病原微生物的致病性与感染 143.1 构成病原细菌的毒力因素 143.2 病毒感染的毒力因素 153.3 构成病原真菌的毒力因素 173.4 引起人中毒和感染的必要条件 183.5 中毒和感染的类型与结局 193.6 食源性病原流行病学 193.7 食品致病菌的卫生标准 204 食物中毒性病原微生物 244.1 食物中毒的概念及分类 244.2 食物中毒的调查处理 244.3 食物中毒性细菌 255 中毒性真菌及其毒素 975.1 黄*霉及黄*霉毒素 1025.2 赭*霉(Aspergillus ochraceus)及赭*霉毒素 1065.3 烟*霉及烟*霉毒素 1075.4 杂色*霉(Aspergillus versicolor) 1095.5 寄生*霉(Aspergillus parasiticus) 1105.6 硫色*霉(Aspergillus sulphureus) 1115.7 棒*霉(Aspergillus clavatus) 1115.8 巨大*霉(Aspergillus giganteus) 1125.9 酱油*霉(Aspergillus sojae) 1145.10 炭黑*霉(Aspergillus carbonarius) 1145.11 烟色*霉(Aspergillus neoiridiatum) 1155.12 佩特*霉(Aspergillus petrakii) 1165.13 孔*霉(Aspergillus ostianus) 1165.14 鲜蓝*霉(Aspergillus olivaceus) 1175.15 洋葱*霉(Aspergillus alliaceus) 1185.16 黑*霉(Aspergillus niger) 1195.17 土*霉(Aspergillus terreus) 1195.18 白*霉(Aspergillus candidus) 1205.19 米*霉(Aspergillus oryzae) 1215.20 构巢*霉(Aspergillus nidulans) 1215.21 焦*霉(Aspergillus ustus) 1225.22 链霉菌属(Streptomyces) 1235.23 青霉菌属及相关毒素 1245.24 黄绿青霉(Penicillium citreo-viride) 1255.25 岛青霉(Penicillium islandicum) 1265.26 橘青霉(Penicillium citrinum) 1275.27 展青霉(Penicillium patulum) 1295.28 圆弧青霉(Penicillium cyclopium) 1305.29 细稍青霉(Penicillium virgatum) 1315.30 产紫青霉(Penicillium purpurogenum) 1325.31 红色青霉(Penicillium rubrum) 1325.32 娄地青霉(Penicillium roqueforti) 1335.33 普通青霉(Penicillium commune) 1345.34 纯绿青霉(Penicillium viridicatum) 1355.35 疣孢青霉(Penicillium verruculosum) 1355.36 变青霉及其毒素(Penicillium variable) 1365.37 镰刀菌属(Fusarium) 1375.38 禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum) 1375.39 梨孢镰刀菌(Fusarium poae) 1385.40 拟枝孢镰刀菌(Fusarium sporotrichioides) 1395.41 三线镰刀菌(Fusarium tricinctum) 1405.42 串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme) 1415.43 雪腐镰刀菌(Fusarium nivale) 1435.44 尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum) 1445.45 茄病镰刀菌(Fusarium solani) 1455.46 木贼镰刀菌(Fusarium equiseti) 1455.47 镰刀菌毒素的检测 1465.48 甘薯黑斑病(Cercospora) 1505.49 茎点霉属(Ceratostomella fimbriata) 1515.50 链格孢属(Alternaria) 1535.51 葡萄穗霉属(Stachybotrys) 1545.52 木霉属(Trichoderma) 1555.53 头孢霉属(Trichoderma) 1565.54 单端孢霉属(Trichothecium) 1575.55 节菱孢属(Arthrinium) 1575.56 减低真菌毒素污染食品的良好农业操作规范 1585.57 食物中毒性毒蕈(蘑菇) 1596 食物中毒性藻类及其毒素 1606.1 双鞭甲藻(Dinoflagellate)及其毒素 1606.2 藻类及其毒素的食品卫生学意义 1616.3 甲藻贝毒素 1676.4 甲藻贝毒素的综合防制 1736.5 硅藻(Diatom)及其毒素 1746.6 蓝藻及其毒素 1757 食物感染性病原微生物 1807.1 炭疽杆菌(Bacillus anthracis) 1807.2 蜡状杆菌(Bacillus cereus) 1827.3 结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis) 1857.4 布鲁氏菌(Brucella) 1877.5 鼻疽伯克霍尔菌(Burkholderia mallei) 1907.6 土拉弗朗西斯菌(Francisella tularensis) 1927.7 单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes) 1937.8 猪丹毒杆菌(Erysipelothrix rhusiopathiae) 1967.9 钩端螺旋体属(Leptospira) 1987.10 假单胞菌属(Pseudomonas) 2007.11 粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis) 2017.12 黏质沙雷菌(Serratia marcescens) 2027.13 阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae) 2037.14 慢生分支较杆菌(Mycobacterium leprae) 2047.15 立克次体(rickettsia) 2068 食品传播性病毒 2108.1 食品传播性病毒概述 2108.2 诺如病毒 2118.3 轮状病毒(rotavirus, RV) 2128.4 肠腺病毒(enteric adenovirus) 2148.5 杯状病毒(calicivirus) 2148.6 冠状病毒(coronavirus) 2158.7 口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus, FMDV) 2188.8 甲型肝炎病毒(hepatitis A virus, HAV) 2198.9 戊型肝炎病毒(hepatitis E virus, HEV) 2218.10 脊髓灰质炎病毒(poliovirus, PV) 2238.11 柯萨奇病毒(Coxsackievirus) 2248.12 埃可病毒(enterocytopathic human orphan virus, ECHO virus) 2268.13 禽流感冒病毒(avian influenza virus, AIV) 2278.14 朊病毒(prion) 2308.15 肾综合征出血热(hemorrhagic fever with renal syndrome, HFRS)病毒 2348.16 爱知病毒(Aichi virus, AiV) 2369 食物感染性寄生虫 2389.1 食源性寄生虫概述 2389.2 溶组织内阿米巴(Entamoeba histolytica) 2419.3 迪斯帕内阿米巴(Entamoeba dispar) 2449.4 夏氏内阿米巴(Entamoeba chattoni) 2459.5 侵袭性内阿米巴(Entamoeba invadens) 2469.6 波列基内阿米巴(Entamoeba polecki) 2469.7 迈氏唇鞭毛虫(Chilomastix mesnili) 2479.8 人肠滴虫(Enteromonas hominis) 2489.9 蓝氏贾第鞭毛虫(Giardia lamblia) 2499.10 结肠小袋纤毛虫(Balantidium coli) 2509.11 贝氏等孢球虫(Isospora belli) 2519.12 刚地弓形虫(Toxoplasma gondii) 2529.13 环孢子虫(Cyclospora) 2559.14 微孢子虫(Microsporidia) 2579.15 肉孢子虫(Sarcocystis) 2589.16 微小隐孢子虫(Cryptosporidium parvum) 2609.17 十二指肠钩虫(Ancylostoma duodenale) 2609.18 异尖线虫(Anisakis spp.) 2629.19 广州管圆线虫(Angiostrongylus cantonensis) 2649.20 脊形管圆线虫(Angiostrongylus costaricensis) 2659.21 人蛔虫(Ascaris lumbricoides) 2669.22 肝毛细线虫(Capillaria hepatica) 2679.23 菲律宾毛细线虫(Capillaria philippinensis) 2699.24 对盲囊线虫(Contracaecum) 2709.25 胃肠结线虫(Dictyocaulus viviparus) 2719.26 麦地那龙线虫(Dracunculus medinensis) 2729.27 猴巨吻棘头虫(Macracanthorhynchus hirudinaceus) 2749.28
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1 食品病原微生物的分类、分布 人类食物的绝大部分来源于动物和植物,了解动植物自身的生长环境及与相关微生物之间的相互关系,对食品的生产和安全十分重要。如果知道自然状态下动植物相关的微生物类型,就可以预测随后加工食品中可能存在的微生物的一般状况;同时也必须深入探讨从农场到餐桌各个食品加工过程与微生物的相关性,进而为防控食品病原微生物污染提供科学依据。食品病原微生物是指通过食品媒介能够引起人类机体各种损伤乃至死亡的微生物。食品病原微生物学就是研究能通过食品媒介引起人类疾病的相关微生物的生物学特性、微生物与食品的相互关系,以及如何鉴别和防控的知识与技术的系统科学。食品中常见的病原微生物包括细菌、病毒、寄生虫、真菌、立克次体、产毒藻类等。食品病原微生物对人类的伤害主要包括食物中毒和食物感染两大类。 1.1 食品病原性细菌的分类 细菌的分类就是按每种细菌各自的特点,以亲缘关系分门别类,以不同的等级编排成系统。命名(nomenclature)是在分类的基础上,给予每种细菌一个科学名称;鉴定是分类的系统实验过程。分类、命名及鉴定统称为分类学。随着分子生物技术手段的不断进步,在过去的十几年间,增添了新的细菌分类方法和手段,使细菌的分类更加系统和科学化,也改变了一些原来的分类菌群,产生了许多新的分类群。目前对细菌的分类包含如下方法:①DNA同源性和DNA中(G+C)mol%含量;②23S、16S和5SrRNA序列的类似性;③寡核苷酸种类;④菌体形态及生理生化特征或全可溶性蛋白的数值分类法;⑤细胞壁成分分析;⑥血清学反应(是细菌致病性的重要指标);⑦细胞脂肪酸组成。 细菌分类等级为:界(kingdom)、门(division)、纲(class)、目(order)、科(family)、属(genus)、种(species)。在两个等级之间可添加次要或更细的鉴别或分类单位,如亚门、亚纲、亚属、亚种等。科与属之间还可添加族(tribe)这一分类单位。一般分类单位所用的拉丁语(书写要斜体)字尾比较固定, 常采用:目亚目科亚科族亚族 拉丁语字尾是-ales拉丁语字尾是-ineae拉丁语字尾是-aceae拉丁语字尾是-oideae拉丁语字尾是-eae拉丁语字尾是-inae 群或组(group)不是正式的分类单位,是指具有某种共同特征的一群(组)不同个体,任何一级都可借用。种是*基本的分类单位,相近的种归为一属,相近的属归为一科,依次类推。种以下还有亚种、变种(variety)、型(type)、菌株(strain)等。型是按细菌某些细微特征在种内区分,按区分方法的不同,又分为血清型、噬菌体型、细菌素型、生物型及毒素型等。菌株为来源不同的相同的种或型。 1.1.1 种(species) 种是细菌分类中*基本的分类单位,是细菌进化的特定阶段。种代表一群在形态、生理特性和组成成分上十分相似或彼此性状差异微小的个体。同一个种的细菌由于环境条件的变化,在形态特征、生理特性方面发生了一些极微细的差异变化,但总的特征还是一致的。 1.1.2 变种(variety or var.) 变种即同一菌种之间有一定差异的一群个体。一个菌种的某种特征出现了明显改变,与典型种的某一特性出现差异,而其余特征又完全符合,若这一变异特征能够稳定下去,这种变异的菌种称为典型种的变种。 1.1.3 亚种(又称小种)(subspecies) 科学家将在实验室所获得的变异型称为亚种或小种,如Escherichia coli野生型的一个品系K12,这个菌种不需要某种氨基酸。通过实验室人工诱变,可以从K12中获得某种氨基酸的营养缺陷型,即出发株不需要该种氨基酸就能生长,而诱变株缺乏该种氨基酸不能生长,这就叫作K12的亚种。 1.1.4 型(type) 型被用于变种以下的细分。同一种内的细菌有一些个别特征或特殊性状上的不同,如抗原结构的差异,可据此将同种内的菌分成不同的血清型,根据对噬菌体或抗生素敏感程度的不同,可分成噬菌体或抗生素型。 1.1.5 菌株(strain) 菌株指种内的单个或克隆的菌落培养物,自然分离到的每一个微生物单个菌落培养物都称为菌株或品系。 1.1.6 群(group) 微生物在进化过程中,由一个种变成另外一个种,其间要产生一系列过渡类型,所以自然界中有些微生物的种类特征介于两种微生物之间,彼此之间难以区分开来,把这两种微生物和介于它们之间的种类统称为一个“群”。 1.1.7 生理学与生物化学分类法 过去很长时间和现在都是以细菌的生理生化特征作为分类的主要依据,包括细菌的形态、染色、细菌的特殊附属结构,这些特征是细菌*早和*基本的分类依据。例如,细菌的形态可分为球菌、杆菌、弧菌、螺菌等。根据染色特征可分为革兰氏阳性和革兰氏阴性,而细菌的染色特征又与细菌细胞壁的结构有关,根据细胞壁特性又将细菌分为厚壁细菌和薄壁细菌;细菌的芽孢、鞭毛的结构也作为分类的依据。 细菌的生理生化项目很多,包括生长条件、色素观察、抵抗力的测定、糖类代谢、有机酸盐和氨盐利用试验、蛋白质和氨基酸代谢试验、呼吸酶类试验、毒性酶类试验及其他消化及水解试验等。特殊项目包括主要代谢途径试验,如能量代谢、糖代谢中间途径及丙酮酸代谢途径,终末代谢产物的测定等;测定细菌本身的成分如细胞壁化学组分、脂肪酸、磷酸类脂等;测定细菌的分解产物及细菌的致病性和毒力等。抗原结构分析是鉴定细菌种或型的准确方法之一。可用免疫血清进行凝集、沉淀、琼脂扩散、免疫电泳、荧光抗体及酶标记抗体等试验;此外,可用免疫化学方法测定某些细菌抗原的结构、末端单糖及核心多糖以确定细菌的群。 基于生理生化学特征的细菌分类方法中,被广泛采用的有两种,即传统分类法和数值分类法。 1.1.7.1 传统分类法 传统分类的原则是将生物的基本性质分为主要和次要,然后按这个主次顺序一级一级分下去,直至*小区分。根据《伯杰氏系统细菌学手册》,细菌分类遵循生物分类学统一标准,采用域、界、门、纲、目、科、属、种八级分类体系,如细菌域(Bacteria)、古菌域(Archaea)和真核域(Eukarya)构成三域系统,细菌域包含放线菌门、变形菌门、厚壁菌门等30余个已知门类。按细胞形态、革兰氏染色特征、鞭毛及代谢特点等作为较高一级的分类依据,而科、属、种水平的分类主要依靠生化特性和抗原结构。 1.1.7.2 数值分类法本法 是将一系列细菌的基本特征不分主次,放在相同的地位上进行比较,测定其相似率,区分种群,并确定各种细菌的亲缘关系。一般选择100~200项生理生化指标,逐一进行比较,才有分类学意义。 1.1.7.3 生理生化分型和遗传学分型 生理生化分型和遗传学分型多是作为种或种以上的分类依据,如果要求细菌种内进一步细分,即分型,就需要做更细致的研究。由于目前并不是所有的细菌都作了基因组测定,因此,细菌的一些特殊性质的决定基因不是都清楚,还需要作其他鉴定来细分,可用抗原分型、噬菌体分型及细菌毒素分型。抗原分型是利用细菌细胞壁多糖的不同、鞭毛蛋白的差异和荚膜多糖组成特点在同一种内进行分型;噬菌体对菌体具有严格的专一性,以这种高度专一性或特异性能够很好地区分相应的细菌;细菌毒素可根据受影响的菌体敏感性分型。近年来,通过分析细菌细胞壁多糖分子和黏附分子的化学组成、细胞壁中脂肪酸的组成和细胞可溶性蛋白质电泳分析等手段对细菌进行分类,进展也很快,这些方法多数被综合成快速鉴定仪器而获得普遍使用。 1.1.8遗传学分类法 细菌生理生化特征均是由遗传基因所决定的,表型的差别是遗传物质在结构上差异的体现。利用遗传关系作细菌分类有如下优点:①可能为细菌的种提供一个比较系统的概念;②根据遗传关系的分类比较稳定;③细菌根据遗传关系分类之后可设计出可靠的鉴定方案;④所得资料对于了解不同类别的细菌是如何发展起来的和如何按照它们原始亲缘关系排列是有用的。比较稳定的技术有以下几种。 1.1.8.1DNA的(G+C)mol%测定 DNA分子是由4种不同碱基组成的核苷酸,4种碱基的总分子量为100,测定其中的鸟嘌呤和胞嘧啶的(G+C)mol%含量,或测定腺嘌呤和胸腺嘧啶的(A+T)mol%含量,能了解各种细菌DNA分子同源性程度。亲缘关系接近的细菌,它们的(G+C)mol%含量相同或近似。一个菌种的(G+C)mol%含量相当稳定。目前较常用加热变性法、浮力密度法测定(G+C)mol%含量。 1.1.8.2DNA-DNA相关度测定 亲缘相近的菌属,其DNA的(G+C)mol%含量相同或近似;反之,DNA的(G+C)mol%含量相同或近似的细菌,其亲缘关系却不一定相近。DNA-DNA相关度测定通过分析细菌核苷酸碱基排列顺序的相似性,评估两种细菌DNA的同源性。使不同菌株的DNA裂解变性,标记一种菌的DNA,再复性,测定两种菌的DNA分子的结合率。本菌的结合率为100%,种内结合率为60%~100%,组内结合率为80%~90%。 1.1.8.3 rRNA的碱基顺序 RNA分子是一条多核苷酸单链。嘌呤碱基及嘧啶碱基与DNA分子相同;嘌呤碱基包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G),嘧啶碱基包括胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)、尿嘧啶(U)。RNA的碱基是由DNA转录过来的,具有完全对应关系。提取并分离细菌细胞内的16SrRNA,以T1核糖核酸酶消化,可获得细菌寡核苷酸上的碱基编码,作为细菌学分类的一种标记。由于广泛地使用16SrRNA序列相似法,食品传播的新微生物分类群就是通过这种分类法与其他的信息相结合而创立出来,特点是简便快速。 1.1.8.4 核糖体蛋白的组成分析 用蔗糖密度梯度离心法分离30S和50S的核糖体蛋白的亚单位,再经羧甲基纤维素层析法,比较其中所含核糖体蛋白的种类及其含量,可将细菌分组群,并绘制系统发生图,其结果与DNA-DNA相关度测定的结果是基本符合的。 1.1.8.5 16SrDNA鉴定 16SrDNA是细菌染色体上编码16SrRNA相对应的DNA序列,存在于所有细菌染色体基因中,处于稳定状态。16SrDNA鉴定是指利用细菌16SrDNA序列测序的方法对细菌进行种属鉴定,因为每种细菌的16SrDNA都是相对保守的,包括细菌基因组DNA提取、16SrDNA特异引物PCR扩增、扩增产物纯化、DNA测序、序列比对等步骤,是一种快速获得细菌种属信息的方法。 1.1.9微生物命名 微生物的名称有两种,一种为俗名或代号,另一种为学名,即国际名称。国际名称是按照瑞典生物学家林奈(Linnaeus)于1753年*先使用的双名法(属名在前,种名在后)来定名,由两个拉丁字或希腊字或者拉丁化了的其他文字组成。有时还在种名后附有命名者的姓,排除“同名异物”或“同物异名”之类的误解。属名是拉丁字的名称词,*字母要大写,用以描述微生物的主要特征,斜体。种名用的是一个拉丁字形容词或名称所有格,用以描述次要特征,并要求斜体。但有时属名或种名也有用人名或地名来表示的。在学名之后有时还要附命名人的姓和年代,如金黄色葡萄球菌的学名:Staphylococcus aureus Rosenbach,1939。泛指某一属的微生物而不特指某一具体种,或没有种名时,可在属名后面加sp.(species的单数)或spp.(复数)表示。如果当初所定的学名后来经人改过,则在学名后的括号内注明*先发现该菌的人,然后将改正人的姓写在后面。 1.2 食品传播性病毒的分类 病毒的数量繁多,目前已确定的病毒数量可达3600余种,且新的病毒还在不断地被发现,与食品有关或通过食品这个媒介传播给人的病毒有20~30种。为了系统地研究和比较其特性,就必须对病毒进行分类。病毒的分类主要依据其化学组成、形态及复制方式
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