安全性第二章第四节.ppt
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1、病毒对食品安全性的影响病毒对食品安全性的影响第四节第四节化学生物理工学院化学生物理工学院食品科学与工程专业食品科学与工程专业主主 讲讲 申申 京京 宇宇 一、概一、概 述述病病 毒毒 Virus p 艾滋病病毒、乙肝病毒、疯牛病病毒等等。艾滋病病毒、乙肝病毒、疯牛病病毒等等。p SARSSARS病毒(非典型性肺炎病毒(非典型性肺炎,2002,2002年冬年冬-2003-2003年春年春)p “病毒病毒”=“=“病病”+“+“毒毒”对人类、动物和植物等生命体的生存造成了极大的威胁。对人类、动物和植物等生命体的生存造成了极大的威胁。据大概统计,大约据大概统计,大约70%70%的人类传染病是由的人类
2、传染病是由病毒病毒引起的。引起的。(一)病毒的发现(一)病毒的发现q 郁金香碎色病郁金香碎色病 17世纪30年代,一种得病的郁金香在荷兰掀起“郁金香热”,植物病毒病郁金香碎色病郁金香碎色病。至今荷兰阿姆斯特丹的Rijks博物馆还保存着一张 1619年荷兰画师的画像。q 烟草花叶病烟草花叶病1886年,德国人麦尔(Mayer)发现了烟草花叶病,指出烟草花叶病是由细菌引起的。18921892年,俄国的伊万诺夫斯基(年,俄国的伊万诺夫斯基(IvanovskiIvanovski)重复了麦尔的试验,通过细菌过滤器后,发现病原不是细菌,是由细菌毒素引起的。18981898年,荷兰细菌学家贝杰林克(年,荷兰
3、细菌学家贝杰林克(BeijerinckBeijerinck)证实了麦尔和伊万诺夫斯基的观察结果。他发现感染烟草花叶病的物质不是细菌和毒素。贝杰林克的结论贝杰林克的结论 烟草花叶病致病因子的三个特点烟草花叶病致病因子的三个特点q 能通过细菌过滤器q 仅能在感染的细胞内繁殖q 在体外非生命物质中不能生长。根据这几个特点他提出这种致病因子不是细菌,而是一种新的物质,称为“有感染性的活的流质”,并取名为病毒病毒,拉丁名叫“VirusVirus”。(二)什么是病毒(二)什么是病毒(Virus)?p 病毒是一类比较原始的、有生命特征的、能够自我复制和严格细胞内寄生的非细胞生物。p病毒是有一个或几个 RNA
4、 或 DNA 分子组成的非生命体传染因子。p病毒存在于环境之中,游离于细胞之外时,不能复制,不表现生命流行性,只是以一 种有机物的物质形式存在。(三)病毒的特点(三)病毒的特点p 病毒的结构极简单病毒的结构极简单 一种蛋白组成外壳加上几百上千个核苷酸或核酸或只含有蛋白质。p病毒的生命形式极其经济病毒的生命形式极其经济 因为基因组中的每个核苷酸均有用。p病毒极其自私病毒极其自私 复制原料和能量全部来自它所寄生的细胞。p病毒聪明病毒聪明 它与细胞和平共处,便于更好利用细胞的资源,但是 病毒引起的病害常常是突发性的。病毒的基本类型和特征病毒的基本类型和特征 1 1、根据宿主的不同、根据宿主的不同q
5、动物病毒q 植物病毒q 细菌病毒(噬菌体)q 拟病毒(寄生在病毒中的病毒)等多种类型。2 2、亚病毒、亚病毒 Subvirusesq 类病毒 viroids;没有蛋白质,只含有具有 单独侵染性的较小型的核糖核酸(RNA)分子q 拟病毒Virusoid;只含有不具备侵染性的RNAq 朊病毒 prions;没有核酸而有感染性的蛋白 质颗粒 病毒的基本类型和特征病毒的基本类型和特征名称名称基本特征基本特征(真)病毒(真)病毒至少含有蛋白至少含有蛋白质和核酸两和核酸两类物物质亚病毒病毒类病毒病毒含有具有含有具有单独侵染性的核糖核酸(独侵染性的核糖核酸(RNA)拟病毒病毒只含有不具只含有不具备侵染性的侵
6、染性的RNA朊病毒病毒没有核酸而有感染性的蛋白没有核酸而有感染性的蛋白质颗粒粒(四)病毒的结构(四)病毒的结构RNA 基因蛋白衣壳反转录酶包 膜包膜突起B B 型肝炎病毒型肝炎病毒B 型肝炎病毒的结构(五)病毒的形态(五)病毒的形态 病毒的壳体有三种结构类型,与之相对应,病毒颗粒的形状大致可分为下列三种类型:p螺旋对称壳体 蛋白质亚基沿中心轴呈螺旋状排列,形成高度有序、对称的稳定结构。p 二十面对称壳体(立体对称型)蛋白质亚基围绕具立方对称的正多面体的角或边排列,进而形成一个 封闭的蛋白质的鞘。p 复合对称壳体 仅少数病毒壳体为复合对称结构。(六)病毒的大小(六)病毒的大小 病毒很小。多数单个
7、病毒粒子的直径在100100nmnm左右,也就是说,把1010万万个左右的病毒粒子排列起来才可能用 肉眼勉强看得到。绝大多数病毒必须借助电子显微镜才能观察,电子显微镜的分辨率是光学显微镜的1000倍。电子显微镜下直接测定,可利用过滤的方法测定病毒粒子的大小。美国美国FEIFEI公司成功开发出了分辨率高达公司成功开发出了分辨率高达0.070.07nmnm的电子显微镜的电子显微镜“Titan 80-300”Titan 80-300”。各种病毒颗粒的不同形态和大小各种病毒颗粒的不同形态和大小一些病毒的大小一些病毒的大小病毒名称 大小或直径(纳米)最大的病毒 虫痘病毒 450 牛痘苗病毒 300X25
8、0X100 最长的病毒 柑橘衰退病毒 2000 甜菜黄花病毒 1250X10 铜绿假单胞菌噬菌体 1300X10 最小的病毒 口蹄疫病毒 21 乙型肝炎病毒 18 苜蓿花叶病毒 16.5 玉米条纹病毒 12-8 烟草坏死病毒 16 菜豆畸矮病毒 9-11 最细的病毒 大肠杆菌的f1噬菌体 5X800(七)病毒的化学组成及功能(七)病毒的化学组成及功能 1 1、病毒的基本化学组成、病毒的基本化学组成q核酸和蛋白质所有成熟的病毒至少是由一种或几种蛋白质和一种核酸组成。q只有少数几种仅仅以核酸形式存在,如类病毒。q有些病毒还含有一定量的脂类及碳水化合物。病毒的基本化学组成病毒的基本化学组成(1 1)
9、病毒的核酸)病毒的核酸q 核酸是病毒的遗传物质,是病毒遗传和感染的物质基础。q 以单链、双链或环状多核苷酸组成。q一种病毒只有一种特定类型的核酸,DNA或RNA。q不同种类的病毒其核酸含量有较大的差别。流感病毒1%,大肠杆菌噬菌体50%q 结构和功能有一定的关系。结构复杂的病毒有较多的核酸,结构简单的病毒只需较 少的核酸。(2 2)病毒的蛋白质)病毒的蛋白质 蛋白质是病毒的另一类主要成分。q 结构蛋白 构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质,包括壳体蛋白、包膜蛋白和毒粒酶等。q 非结构蛋白 由病毒基因组编码的,在病毒复制或基因表达调控过程中具有一定功能,但不结合于病毒颗粒中的蛋白质
10、。(3 3)病毒的脂质)病毒的脂质p许多病毒的包膜内存在有脂类化合物如磷脂、脂肪酸、甘油三酸脂和胆固醇等p寄主细胞膜上得到脂质这些脂类几乎都是由病毒粒子在细胞内成熟,在细胞膜处以葡生方式释放。p病毒脂类与病毒的吸附和侵入有关。(4 4)病毒的碳水化合物)病毒的碳水化合物p 除病毒的核酸中所含戊糖外,有些病毒还含有少量的核糖或脱氧核糖和磷酸组成的核酸骨架-碳水化合物。p 包膜病毒中以寡糖侧链的形式与蛋白质 结合形成包膜糖蛋白。(5 5)其它组成)其它组成p 在某些动物、植物病毒中存在多胺类 包括丁二胺、亚精胺、精胺等,它们大都结合于病毒核 酸,对核酸的构型有一定影响。p 某些病毒有其它的小分子量
11、组分 如ATP,对噬菌体尾鞘收缩提供能量。2 2、病毒的功能病毒的功能 1 1)病毒的增殖)病毒的增殖 病毒缺乏增殖所需要的酶系统,只能在活的宿主细胞内增殖(自我复制)。绝大多数病毒复制过程可分为下列六步:吸附吸附、侵入侵入、脱壳脱壳、生物合成生物合成、装配、装配、释放释放。2 2)病毒的非增殖性感染)病毒的非增殖性感染病毒对敏感细胞的感染并不一定都能繁殖病毒,产生有感染性的病毒子代。由于病毒或细胞的原因,使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻,导致病毒感染的不完全循环,不产生有感染性的病毒子代。p 缺损病毒 有些病毒由于缺乏某些基因,单独感染细胞时不能复制出 完整的、具有感染性的病毒
12、颗粒,需要其它病毒基因组或 病毒基因的辅助活性,否则即使在活细胞内也不能复制。生物活性缺损病毒包括4类干扰缺损病毒卫星病毒条件缺损病毒整合的病毒基因组艾滋病病毒又称人体免疫缺损病毒p 顿挫病毒有些宿主细胞不能全部提供病毒复制所需的必要因子,致使所复制的病毒为不完整的、无感染性的病毒颗粒或亚颗粒。(八)理化因素对病毒的影响(八)理化因素对病毒的影响q 病毒受理化因素作用后失去感染性,称为灭活(灭活(inactivation)。)。q 灭活的病毒仍保留其抗原性、红细胞 吸附、血凝和细胞融合等活性。1 1、物理因素物理因素 1 1)温度)温度q 大多数病毒耐冷不耐热,在0以下温度能良好生存,特别是在
13、干冰温度(-70)和液氮温度(-196)下更可长期保持其感染性。q 相反,大多数病毒于55-60下,几分钟至十几分钟 即被灭活,100时在几秒钟内即可灭活病毒。q 有蛋白质或Ca2+、Mg2+存在,常可提高某些病毒对热 的抵抗力。2 2)pHpHq大多数病毒在pH 6-8的范围内比较稳定,而在pH5.0以 下或者pH9.0以上容易灭活。q但各种病毒对pH的耐受能力有很大不同,如肠道病毒 在pH2.2环境中其感染性可保持24h,而鼻病毒等在 pH5.3时迅速灭活,披膜病毒则在pH8.0以上的碱性环 境中仍能保持稳定。3 3)辐射)辐射 q 电离辐射中的射线和X射线以及非电离辐射中的紫 外线都能使
14、病毒灭活。q 有些病毒,如脊髓灰质炎病毒等经紫外线灭活后,若 再用可见光照射,因激活酶的原因,可使灭活的病毒 复活,故不宜用紫外线来制备灭活病毒疫苗。2 2、化学因素化学因素 1 1)脂溶性有机溶剂)脂溶性有机溶剂q 有包膜病毒对脂溶剂敏感。乙醚、氯仿、丙酮、阴离 子去垢剂等均可使有包膜病毒灭活。q 借此可以鉴别有包膜病毒和无包膜病毒。2 2)氧化剂、卤素、醇类)氧化剂、卤素、醇类q 病毒对各种氧化剂、卤素、醇类物质敏感。q H2O2、漂白粉、高锰酸钾、甲醛、过氧乙酸、次氯酸 盐、酒精、甲醇等均可灭活病毒。3 3)抗生素和中草药)抗生素和中草药q病毒对抗生素不敏感,在病毒分离时,标本用抗生素处
15、理或在培养液中加入抗生素可抑制标本中的杂菌,有利于病毒分离。q近年来的研究表明,有些中药如板蓝根、大青叶、柴胡、大黄、贯仲等对某些病毒有抑制作用。(九)病毒的遗传与变异(九)病毒的遗传与变异q在外界因素的影响下,通过病毒与细胞、机体之间的相互作用和病毒体之间的相互作用,会发生遗传改变。q病毒基因组的差异决定病毒的生物学形状不同和遗传变异的机制。病毒株 Strain病毒型别 Type病毒准株 Quasispecies病毒变异体 Variant病毒突变体/突变株 Mutant1 1、病毒变异的类型、病毒变异的类型 病毒的变异主要源于其基因组碱基序列的改变以及两种以上病毒基因组织间的相互作用(重组和
16、重配)都会使病毒的遗传物质发生改变。p病毒株基因碱基序列变异的表性改变 自然突变(突变 Mutation)是在没有任何已知诱变剂的条件下,病毒子代产生高比例的突变体,最后导致表型变异。诱导突变 是利用不同的物理或化学诱变剂处理病毒,提高病毒群体突变率,诱导病毒子代出现特定的突变类型。如耐药突变株p病毒基因组之间相互作用导致的重组重配两种以上病毒基因组之间交换组合产生的突变。重组(Recombination)两种以上有亲缘关系但生物学特性不同的毒株感染同一种细胞时,两者之间发生核酸序列的互换和组合。DNA、RNA、核酸分子断裂、交叉连接重配(Reassortment)基因重配则是具分段基因组病毒
17、之间核酸片段交换,基因组各片段在子代病毒基因组发生突变。p病毒基因组与细胞基因组的整合导致的遗传变异整合(Integration)二、二、病毒对食品的污染病毒对食品的污染 人们只重视有毒有害物质对食品的污染,而对食品中病毒的污染了解甚少。主要原因主要原因q 非生命体、不同于细菌、体小等q 食品中数量少、不易检验q 病毒的生长繁殖要求很高(一)污染来源与途径(一)污染来源与途径 1 1、污染来源污染来源1)病人和病原携带者2)病毒感染动物3)环境和水产品中的病毒2 2、污染途径、污染途径1)通过粪便、死体的直接污染食品原料、水源2)食品从业人员、生产工具、生活用品、运输、销售等过程中的污染3)动
18、物之间相互感染引起的动物性食品的污染4)昆虫和鼠类的病毒传播引起的食品污染5)再污染或循环污染(二二)病毒污染食品的特点病毒污染食品的特点 1 1、污染和流行程度不同污染和流行程度不同 1)散在发生 2)流行性污染 3)污染大流行 4)爆发污染2 2、污染和流行有一定的时间性污染和流行有一定的时间性1 1)季节性)季节性 该季节的自然条件适合于某些病毒的传播。2 2)周期性)周期性 每隔一定时期周期性地发生一次流行。某些条件改变后,周期性可能消失。3 3、污染和流行常表现为地区性、污染和流行常表现为地区性1 1)本地化)本地化 局限于一定地区范围内。2 2)外来性)外来性 人为引起病毒的迁移。
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