Khóa luận tốt nghiệp tổng quan về staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa lây nhiễm trên thực phẩm

Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm

Chương I: Giới thiệu
1.1. Đặt vấn đề
Trong xã hội hiện nay tình trạng ngộ độc thực phẩm ở trên thế giới và Việt
Nam là rất cao. Tình trạng này chưa có dấu hiệu dừng lại và càng ngày càng tăng.
Qua kiểm tra cho thấy hầu hết các vụ ngộ độc thực phẩm này là do vi sinh vật gây ra.
Đây là điều đã được cảnh báo và đã có cách thức phịng ngừa nhưng vẫn xảy ra các
vụ ngộ độc tập thể gây nguy hiểm và có thể dẫn đến tử vong.
Hầu hết các vụ ngộ độc thực phẩm thường là do Salmonella, E.coli,
Staphylococcus aureus và một số loài khác gây ra. Đặc biệt Staphylococcus aureus là
1 trong những vi sinh vật gây ngộ độc cao nhất. Ngoài ra Clostridium botulium và
nấm mốc cũng là những loài gây ngộ độc thực phẩm cho con người.
Chính vì vậy chúng ta cần phải tìm hiểu những yếu tố gây bệnh của các vi
sinh vật này để có những cách phịng ngừa có hiệu quả hơn.
Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi đã tiến hành thục hiện bài khóa luận:
“Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa lậy nhiễm
trên thực phẩm”.
Nội dung bài khóa luận này sẽ đáp ứng cho ta một cái nhìn tổng quan về một
số độc tố vi sinh vật gây bệnh trên thực phẩm, phương pháp xác định và các biện
pháp phòng chống lây nhiễm vi sinh vật trên thực phẩm.
1.2. Mục đích
Nghiên cứu về những độc tố vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm và đi sâu
tìm hiểu, tổng quan về một số lồi thường xuyên gây nhiễm trong thực phẩm như:
Clostridium botulinum và độc tố botulin, nấm mốc và các độc tố thường gặp của nấm
mốc.
Quan trong nhất là tìm hiểu tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất
một số biện pháp phòng ngừa lây nhiễm vi sinh vật này trên thực phẩm.
1.3. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu các đặc điểm về hình thái, cấu tạo, di truyền, hoạt động sinh lí,

hóa học… của 1 số nhóm vi sinh vật.
Nghiên cứu các cơ chế gây độc, độc tính và của 1 số nhóm vi sinh vật gây
bệnh cho người và động vật.
GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

1

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm
Nghiên cứu về các phương pháp phát hiện và đề xuất biện pháp phòng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm.

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

2

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm

Chương II: Tổng quan
2.1. Một số độc tố vi sinh vật trong thực phẩm
2.1.1. Độc tố botulin
2.1.1.1. Giới thiệu về Clostridium botulinum
Clostridium botulinum là trực khuẩn, kỵ khí bắt buộc. Clostridium botulinum

tồn tại ở trong đất, nước thải, bùn, đầm lầy, hồ và các vùng nước ven biển, thực vật
và trong hệ thống đường ruột của cá. Trái cây và rau quả có thể bị nhiễm độc từ đất,
cá bị nhiễm độc từ nước. Ngồi ra, các thực phẩm khác nhau có thể bị nhiễm độc từ
nhiều nguồn nhất định.
Clostridium botulinum phát triển thuận lợi ở 26-280C, chúng tiết ra độc tố
toxin botulinum, sinh khí hydro sulfur (H2S) và sinh hơi.
Về đặc điểm nuôi cấy các tế bào này nhạy cảm và không phát triển với nồng
độ pH thấp (<4,6), nồng độ muối cao trên 1% có thể ngăn cản sự phát triển của vi
khuẩn. Clostridium botulinum không thể sử dụng lactose như là một nguồn carbon
chính.
2.1.1.2. Giới thiệu về độc tố botulin
a. Cấu trúc
Độc tố botulin được tổng hợp như là một chuỗi polypeptide duy nhất với
trọng lượng phân tử 150000 dalton, ở cấu trúc này phần độc tố có hoạt lực tương đối
thấp.
Khi bị một số enzyme của vi khuẩn và trypsin tách ra thì độc tố này tạo thành
2 chuỗi nhẹ gồm 1 đầu chứa carboxyl (mảnh A) có trọng lượng phân tử là 50000
dalton và nặng gồm 1 đầu chứa amino (mảnh B) có trọng lượng phân tử là 100000
dalton được nối với nhau bằng cầu nối disulfur có gắn với 1 phân tử Zn.
Các đoạn ở điểm cắt A của độc tố trên một trọng lượng phân tử cơ bản trở
thành độc tố mạnh nhất trong tự nhiên.

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

3

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phịng ngừa

lây nhiễm trên thực phẩm

Hình 2.1: Cấu trúc của độc tố botulin
b. Cơ chế độc tố botulin
Tính gây bệnh của Clostridium botulinum phụ thuộc hoàn toàn vào việc sản
xuất độc tố thần kinh. Các độc tố hoạt động trên dây thần kinh ngoại vi tiết ra
acetylcholine để ngăn chặn sự phóng thích acetylcholine ở đoạn giao thần kinh cơ.
Điều này ngăn cản cơ hoạt động bình thường và là nguyên nhân gây ra bệnh bại liệt.
Hoạt động của độc tố khởi đầu bởi những cách sau:
-

Nhiễm độc sơ cấp: đây là kết quả của việc tiêu thụ các loại thực phẩm trong

đó bị nhiễm các bào tử sản xuất ra các độc tố.
-

Sự truyền nhiễm sơ cấp đi theo sau bởi nhiễm độc: đây là kết quả từ việc uống

thực phẩm có chứa bào tử Clostridium botulinum sản sinh, phát triển và sản xuất độc
tố trong ruột. Sau khi ăn phải chất độc được sản xuất trong cơ thể, nó được hấp thụ
bởi các phần trên của đường tiêu hóa. Từ đường tiêu hóa nó đi qua máu và hệ thống
bạch huyết đến chỗ nối thần kinh cơ ngoại vi. Quá trình nhiễm độc thần kinh này
gồm 4 bước:
+ Độc tố ràng buộc: tại miền ràng buộc của chuỗi nặng các chất độc thần kinh
liên kết với các thụ thể protein và lipid gangliosides (một nhóm thuộc các chất
glucolipid trong não, gan, lá lách và hồng cầu) trên màng tế bào thần kinh.

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

4

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm
+ Tiếp thu độc tố: độc tố thần kinh được tiếp thu bằng năng lương phụ thuộc
vào quá trình thâm nhập nội bào. Độc tố được đưa vào bên trong cơ quan nội bào là
trung gian giữa các miền di dời của chuỗi nặng.
+ Sự di chuyển qua màng tế bào: chất độc thần kinh của chuỗi nhẹ di chuyển
theo mạch máu ở cơ quan nội bào đến tế bào thông qua sự tăng giảm pH. Độ pH của
cơ quan nội bào được chuỗi nhẹ cho phép di chuyển từng phần thông qua các kênh
hình thành bởi chuỗi nặng. Những kênh này điều chỉnh sự chuyển động của chuỗi
nhẹ vào trong tế bào chất. Ngồi ra, chuỗi nhẹ sẽ tách ra thơng qua sự giảm bớt của
mối nối disulphide, đây là liên kết duy nhất của 2 chuỗi.
+ Gây tắt nghẽn do sự giải phóng acetylcholine: chuỗi nhẹ của độc tố thần kinh
là 1 endoprotease chúng liên kết với các thụ thể N-ethylmaleimide nhạy cảm với các
yếu tố thủy phân protein. Những protein này giải phóng các chất truyền thần kinh
đặc biệt là acetylcholine.
Enzyme thủy phân các protein độc tố ngăn cản sự hợp thành các túi tiết
acetylcholine trên bề mặt bên trong của màng tế bào với các màng nơron trước khớp
thần kinh (sinap). Điều này dẫn đến việc ức chế để giải phóng acetylcholine tại
những khớp thần kinh tiết acetylcholine ngoại vi, đó cũng chính là mục đích hoạt
động của độc tố botulin. Đầu tiên các dây thần kinh của não bị ảnh hưởng gây tê liệt
sau đó đến các dây thần kinh vận động và các cơ bắp.
2.1.2. Độc tố nấm mốc
2.1.2.1. Giới thiệu chung về nấm mốc
a. Hình thái
Nấm mốc là vi sinh vật khơng có diệp lục tố nên khơng có khả năng tự tổng
hợp các chất dinh dưỡng cho chính bản thân. Do đó, chúng chỉ phát triển trên nguồn

dinh dưỡng có sẵn.
Nấm mốc là lồi vi sinh vật phát triển thành hình sợi phân nhánh. Những sợi
phân nhánh này phát triển thành từng đám, người ta gọi là khuẩn ty. Khuẩn ty khi
phát triển trên môi trường đặc thường phân ra 2 loại: khuẩn ty ký sinh và khuẩn ty
dinh dưỡng.

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

5

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm
Hai loại khuẩn ty này đóng vai trị và nhiệm vụ khác nhau, khuẩn ty dinh
dưỡng có nhiệm vụ hút chất dinh dưỡng, khuẩn ty ký sinh có vai trị là sinh sản. mỗi
sợi nấm thì phát triển thành những bộ phận khác nhau.
Nấm mốc khơng di chuyển được vì khơng có cơ quan vận chuyển, nấm mốc
chỉ phát triển trong điều kiện mơi trường thống khí.
So với vi khuẩn nấm mốc chịu được nhiệt độ và độ acid thấp hơn, đây là 1
trong những đặc điểm cơ bản cần thiết trong quá trình phân lập nấm mốc.
Về màu sắc và hình thái khối lượng bào tử cũng có nhiều kiểu khác nhau.
b. Cấu tạo
Do cấu tạo đặc biệt, nấm mốc hoàn toàn khác với vi khuẩn và nấm men. Dựa
vào cấu tạo người ta chia nấm mốc ra làm 2 loại:
-

Loại nấm mốc có vách ngăn: đây là trường hợp khuẩn ty tạo thành do 1 chuỗi

tế bào nối tiếp nhau. Ngăn cách 2 tế bào là một màng ngăn. Tế bào nấm thường có
đủ cơ quan của 1 tế bào, trong đó quan trọng là có nhân thường thấy ở Aspergillus và
Penicillium
-

Loại nấm mốc khơng có vách ngăn: đây là những nấm mốc nhiều hạch, giữa

các hạch khơng có màng ngăn, hầu hết các tế bào nấm khơng có lớp vỏ cellulose như
ở thực vật mà có lớp vỏ kitin như ở lớp vỏ cứng của sâu bọ. Tế bào nấm rất giàu các
hoạt tính sinh học và giàu kháng sinh nên đã được con người sử dụng nấm mốc sản
xuất những sản phẩm phục vụ cho đời sống.

Hình 2.2: Nấm mốc Aspergillus

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

6

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phịng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm

Hình 2.3: Penicillium chrysogenum
c. Hình thức sinh sản
+, Sinh sản sinh dưỡng
Nấm mốc có thể sinh sản phát triển bằng khuẩn ty, trong lịng khuẩn ty có sự
xuất hiện của một hay nhiều tế bào hình cầu, có màng dầy bao bọc, bên trong có
nhiều chất dự trữ. Gặp điều kiện thuận lợi thì các tế bào hình cầu này sẽ phát triển

thành một sợi nấm mới.
Nấm mốc cịn có thể sinh sản bằng hạch nấm, đây là 1 khối hình trịn đều, bên
trong là một tổ chức sợi xốp và thường có màu trắng. khi gặp điều kiện thuận lợi
chúng sẽ phát triển bình thường.
+, Sinh sản vơ tính
Đây là kiểu sinh sản chủ yếu bằng bào tử, các bào tử có thể được tạo thành từ
những phương pháp sau:
-

Bào tử được tạo thành do sự cắt đoạn của các sợi nấm

-

Bào tử có thể được tạo thành từ tế bào sinh bào tử bằng cách nảy chồi

-

Bào tử được tạo thành bằng cách ngăn vách với tế bào ngay khi bào tử mới

hình thành.
Ngồi ra nấm mốc cịn có thể sinh sản bằng hữu tính bằng cách sinh sản bằng
bào tử tiếp hợp.

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

7

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng

Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm
2.1.2.2. Giới thiệu về mycotoxin
Có đến 30-40% số nấm mốc đã được phân loại để có thể sản sinh ra độc tố với
liều lượng và độc tính khác nhau, nhiều loại nấm mốc khác nhau có thể sản sinh ra
cùng một loại độc tố. Một lồi nấm mốc có thể sản sinh ra các loại độc tố khác nhau
tùy thuộc vào điều kiện môi trường và cơ chất. Các loại độc tố này được gọi chung là
mycotoxin.
Mycotoxin là các hợp chất trao đổi bậc 2 có độc tính và do một số vi nấm
tổng hợp trong quá trình trao đổi chất xảy ra ở tế bào trong các điều kiện xác định
Mycotoxin là độc tố có khả năng gây độc cấp và mãn tính trên động vật và
con người. Hội chứng độc do ăn phải mycotoxin được gọi chung là mycotoxicoses.
Sự sinh trưởng của nấm mốc trên thực phẩm rất phổ biến ở khí hậu ấm và ẩm. có
hàng trăm loại mycotoxin được sản sinh từ các giống Aspergillus, Penicillium và
Fusarium
Mycotoxin có thể được phân loại theo bản chất và cấu trúc hóa học, theo tác
nhân tổng hợp mycotoxin hoặc theo bệnh lý do mycotoxin gây nên
Những mycotoxin thường gặp trong chuỗi thực phẩm là:
-

Aflatoxin B1, B2, G1 và G2

-

Ochratoxin A

-

Fumonisin B1, B2 và B3

-

Patulin

2.1.2.3. Aflatoxin
Có thể tìm thấy aflatoxin trong các loại thực phẩm khác nhau như: ngơ, gạo,
bánh mì và các loại hat chứa dầu.
Aflatoxin là một sản phẩm trao đổi thứ cấp bậc hai trong quá trình phát triển
của vi nấm, nó khơng phải là chất dự trữ và cũng không phải là chất cặn bã.
a. Nguồn gốc
Các chủng nấm mốc tổng hợp aflatoxin chủ yếu thuộc Aspergillus flavus,
A.parasiticus, A.nomius. Lồi Penicillium puberulum có thể sản sinh ra các aflatoxin
nhưng với số lượng ít.

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

8

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phịng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm
Khơng phải tất cả các chủng Aspergillus flavus được khảo sát đều sản sinh ra
aflatoxin, chỉ có 71% các chủng là có khả năng sản sinh ra aflatoxin, trong đó 23%
các chủng sản sinh aflatoxin ở mức cao nhất.
Lồi Aspergillus flavus có ở khắp mọi nơi: đất, các hợp chất hữu cơ, các loại
hạt nhưng chủ yếu là các loại hạt có dầu. A. flavus thường gặp trên lúa mì, trên các
phế phẩm bột sống và trong bánh mì. Ngồi ra, A. flavus cịn được tìm thấy trên ngơ,
gạo, trên các sợi bơng và hạt bông.

A. flavus rất dễ nhận biết, A. flavus có các bào tử tương đối lớn màu vàng nâu
đến hơi lục. Chủng này thích hợp phát triển trong điều kiện khí hậu ẩm và nóng,
nhiệt độ thích hợp để sản sinh A. flavus là từ 250C-280C, ở nhiệt độ trên 450C A.
flavus sẽ bị ức chế.
Trong nuôi cấy độc tố aflatoxin B1 được tạo ra nhiều nhất, sau đó là aflatoxin
G1, tiếp sau là aflatoxin B 2, độc tố aflatoxin G2 rất ít xuất hiện và ít nguy hiểm hơn.
Aflatoxin B1 phát triển ở nhiệt độ 250C-280C còn aflatoxin G1 phát triển ở nhiệt độ
300C.
b, Cấu trúc của aflatoxin
Các aflatoxin B1, B2, G1, G2 đã được nghiên cứu và xác định cấu tạo hóa
học. Cơng thức của aflatoxin B1 là C17H12O6, công thức của aflatoxin G1 là C17H12O7.
Trong cấu trúc phân tử của 2 aflatoxin B 1 và G1 có nhóm lacton và metoxyl, khơng
có nhóm hydroxyl tự do. Aflatoxin B1 chứa 1 vòng lacton còn aflatoxin G1 chứa 2
vịng lacton.
Sau đó, hai aflatoxin B2, G2 cũng được phát hiện. Chúng có cơng thức hóa
học hồn tồn giống aflatoxin B1, G1 chỉ khác là nối đơi trong vịng hydrofuran đã bị
khử. Cơng thức của aflatoxin B2 là C17H14O6, cịn công thức của aflatoxin G2 là
C17H14O7

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

9

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phịng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm

Hình 2.4: Cấu trúc phân tử của aflatoxin B1, B2, G1 và G2

Năm 1963 trong nghiên cứu chất độc ở sữa và thịt bị đã ăn phải thực phẩm có
aflatoxin. Alicroft và Carnaghan đã nhận thấy trong 2 loại thực phẩm này có dẫn
xuất của aflatoxin B1 và B2. Độc tố này được gọi là “độc tố sữa”, là các chất
hydroxyl hóa của aflatoxin B1 và B2 tại vị trí 9a lần lượt được gọi là aflatoxin M 1 và
M2. Công thức nguyên của aflatoxin M1 là: C17H12O7, công thức nguyên của aflatoxin
M2 là: C17H14O7.

Hình 2.5: Cấu trúc phân tử của aflatoxin M1

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

10

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phịng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm

Hình 2.6: Cấu trúc phân tử của aflatoxin M2
c. Cơ chế gây độc của aflatoxin
Aflatoxin có khả năng liên kết với DNA trong nhân tế bào, sự liên kết này gây
ức chế enzyme polymerase của RNA làm hạn chế sự tổng hợp RNA và gây ức chế
polymerase t-RNA. Đây là nguyên nhân làm giảm sự tổng hợp protein trong tế bào.
Ngồi ra, vịng lacton, -lacton khơng bão hịa có trong phân tử aflatoxin
làm cho chất này có hoạt tính gây ung thư, đồng thời vòng lacton này gây ức chế
tổng hợp DNA trong nhân tế bào và làm rối loạn sự tăng trưởng bình thường của tế
bào.
Các quá trình gây độc của aflatoxin lên tế bào qua 5 giai đoạn:
-

Tác động qua lại với DNA ức chế các polymerase chịu trách nhiệm tổng hợp

DNA và RNA
-

Ngưng tổng hợp DNA

-

Giảm tổng hợp DNA và ức chế tổng hợp RNA truyền tin

-

Biến đổi hình thái nhân tế bào

-

Giảm tổng hợp protein.

d. Độc tính của aflatoxin
Độc tính của aflatoxin có hai loại đó là độc tính cấp và độc tính mãn
-

Độc tính cấp là sự ngộ độc cấp tính thể hiện bằng cái chết của các động vật thí

nghiệm trong những khoảng thời gian thay đổi tùy theo khả năng chịu đựng của từng
loài. Giải phẫu bệnh cho thấy hoại tử và chảy máu ở nhu mô gan, viêm tiểu cầu thận
cấp, tụ máu ở phổi. gan dần mất màu cịn thể tích thì tăng lên. Khi khơng có nối đơi

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

11

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm
ở vòng furan đầu thì độc tính giảm đi 4,5 lần. Như vậy B 1 độc hơn B2 và G1 độc hơn
G2. Và độc tính cũng giảm khi có hai vịng lacto (G 1 và G2) do đó aflatoxin loại B
độc hơn loại G. Độc tính của aflatoxin rất cao và làm tổn thương đến tế bào.
-

Độc tính mãn là những triệu chứng do nhiễm độc mãn tính. Biểu hiện đầu

tiên là ăn kém ngon và chậm lớn, thậm chí xuống cân, gan là nơi chịu ảnh hưởng
nặng nhất của chất độc. Ảnh hưởng về mặt hóa sinh lên tế bào đã có nhiều nghiên
cứu về sự tác động của aflatoxin trên các acid nucleic và sự tổng hợp protein.
2.1.2.4. Ochratoxin
Có thể tìm thấy ochratoxin trong lúa mì, ngơ, lúa mạch, bột mì, gạo, hạt cà
phê và các thức ăn gia súc hỗn hợp khác nhau.
Các mẫu thực phẩm chứa ochratoxin A (OTA) như nho, ngũ cốc, cà phê. Sự
nhiễm OTA phụ thuộc rất nhiều vào xuất xứ địa lý của nguyên liệu.
a. Nguồn gốc
Các chủng nấm mốc có khả năng tổng hợp ochratoxin chưa được xác định,
nhưng một số nghiên cứu gần đây lại cho thấy các chủng nấm mốc có thể rất khác
nhau trên các đối tượng khác nhau và thuộc vào giống nấm mốc phổ biến Aspergillus
và Penicillium.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự phát triển của nấm mốc sản sinh ra

ochratoxin khác nhau và việc hình thành ochratoxin từ chúng phụ thuộc rất khác
nhau về nhiệt độ, độ ẩm, hoạt động nước của sản phẩm và bản chất sản phẩm.
Các chủng sinh ochratoxin khác nhau theo khu vực địa lý, khí hậu và bản chất
của sản phẩm bi nhiễm. Các chủng tổng hợp ochratoxin cũng có thể tổng hợp đồng
thời nhiều loại mycotoxin như acid penicillic hoặc citrinin.
b. Cấu trúc của ochratoxin
Cấu tạo hóa học thì ochratoxin A là hợp chất của izocumarin liên kết với 1
nhóm L-phenylalamin. Độc tính của achratoxin khác nhau liên quan tới việc nhóm
hydroxyl phenol được tách ra khó hay dễ.

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

12

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phịng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm

Hình 2.7: Cấu trúc phân tử của ochratoxin A, B và C
c. Cơ chế gây độc của ochratoxin
Ochratoxin gây ức chế sự vận chuyển của ribonucleic axit (tRNA) và các axit
amin. Ochratoxin còn ức chế vi khuẩn, nấm men và phenylalanine-tRNA ở gan.
Sự ức chế cạnh tranh phenylalanine làm đảo lộn các axit amin còn dư, các
phenylalanine dư cũng tác động làm ức chế sự tổng hợp protein trong tế bào và cơ
thể.
Sự ức chế miễn dịch của ochratoxin được biểu hiện làm giảm thực bào và ức
chế tế bào lympho.
Hợp chất tương tự của OTA trong đó các phenylalalanine được thay thế bởi

các axit amin khác có tác dụng ức chế tương tự như trên các amino axit synlaza
tRNA tương ứng cụ thể. 4P-hydroxyochratoxin A, 1 chất chuyển hóa của OTA cũng
có những hoạt dộng tương tự trong khi -ochratoxin và OTB khơng có những hoạt
động này.
Ochratoxin có thể hoạt động trên các enzyme khác như 1 chất nền
phenylalanine. OTA gây ức chế hydroxylase phenylalanine, 1 nửa phenylalanine của
OTA là 1 phần hydroxyl hóa để tyrosin gây bệnh các tế bào gan trong cơ thể.
GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

13

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm
Ochratoxin ức chế sự tổng hợp RNA làm ảnh hưởng đến các protein trong
vịng tuần hồn, làm giảm mức độ hoạt động của phosphoenol pyruvate
carboxykinase, 1 enzyme quan trọng trong sự hình thành gluoza trong động vật, ức
chế này là do sự phân hủy của mRNA.
Ochratoxin còn tác động đến các tế bào màng ty thể và gây ra các hiệu ứng
khác nhau trên ti thể. Kích thích sự hình thành DNA trong thận, gan và lá lách. Các
DNA này là các sợi đơn bị phá vỡ.
d. Độc tính của ochratoxin
Độc tính của ochratoxin A (OTA) là cao nhất. Đây là hợp chất khơng mùi, kết
tinh, hịa tan trong dung mơi phân cực và trong dung dịch bicabonat, hòa tan hạn chế
trong nước. OTA là độc tố nấm mốc liên quan tới bệnh thận cấp tính của lợn, gây
quái thai cho chuột và phơi gà.
OTA cịn gây chứng bệnh suy thận ở người. Những trường hợp gây ngộ độc
OTA cấp tính có thể gây tử vong. Ngồi ra OTA cịn bị nghi ngờ là chất có thể gây

nhiễm độc thần kinh. Bên cạnh đó ochratoxin cịn gây ra bệnh grout trên gia cầm.
2.1.2.5. Fumonisin
Trong số các mycotoxin, mối quan tâm về fumonisin ngày càng cao.
Fumonisin là độc tố mới phát hiện gần đây do Fusarium moniliforme tổng hợp nên.
Đây là nhóm các mycotoxin có độc tính cao với động vật và người. Việc nhiễm
fumonisin trong thức ăn cho người và gia súc ở quy mơ trên tồn thế giới.
a. Nguồn gốc
Fumonisin chủ yếu do các nấm mốc thuộc giống Fusarium tổng hợp nên, loại
điển hình nhất trong nhóm này là Fusarium moniliforme. Các chủng nấm mốc của
lồi này khá phổ biến trong mơi trường và thường nhiễm vào lương thực đặc biệt là
ngô.
Các chủng khác thuộc Fusarium cũng tham gia tổng hợp nên độc tố này bao
gồm: F. proliferatum, F. anthophilum, F. subglutinans, F. annulatum, F. succisae, F.
beomiforme, F. diamini, F. napiforme và F. nygamai.
F. moniliforme tổng hợp fumonisin B1 tối đa ở nhiệt độ 200C. Hàm lượng độc
tố giảm mạnh khi nhiệt độ tăng lên 25 0C, 300C hoặc giảm xuống 150C, 100C. Tại
350C F. moniliforme phát triển mạnh nhất trên môi trường ni cấy phịng thí nghiệm
GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

14

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm
và trên lương thực, tuy nhiên lượng fumonisin được tổng hợp là không nhiều. Trong
điều kiện yếm khí, nấm mốc phát triển rất yếu và khơng có khả năng sinh độc tố.
b. Cấu trúc phân tử của fumonisin
Fumonisin là nhóm hợp chất dieste của acid tricacboxylic với các rượu bậc

cao khác nhau, fumonisin chứa nhóm amin bậc nhất, tan trong nước và bền vững với
nhiệt độ. Trong số các fumonisin, chỉ số fumonisin B 1, B2 và B3 được phát hiện với
một hàm lượng đáng kể trong tự nhiên.
F. moniliforme không chỉ tổng hợp fumonisin B1 mà còn tổng hợp các dẫn
xuất khác của độc tố này. Các dẫn xuất này chỉ khác nhau ở nhóm hydroxyl đính với
ngun tử carbon ở vị trí thứ 10 của mạch chính fumonisin B. Trong đó, các dẫn xuất
B1, B2 và B3 của fumonisin là các độc tố phổ biến nhất trong tự nhiên.

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

15

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phịng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm

Hình 2.8: Cấu trúc các độc tố của fumonisin B1, B2, B3
c. Cơ chế gây độc của fumonisin
Cấu trúc của fumonisin gần giống với cấu trúc của sphingosin, điều này cho
phép giả định là fumonisin có thể ảnh hưởng tới trao đổi chất của sphingosin trong
cơ thể. Sphingosin là các tiền chất của mọi sphingolipid, bao gồm sphingomyelin,
ceramid và gangliosid.
Độc tính của fumonisin B1 liên quan mật thiết tới các hiệu ứng lên sự trao đổi
chất các sphingolipid, bao gồm các quá trình sinh tổng hợp mới, tích lũy các
sphingolipid tự do, quá trình thải loại các sphingolipid phức tạp, tăng cường phân
giải các sphingoid tự do, tăng hàm lượng các lipid và sphingosin. Các hiệu ứng này
dẫn đến hàng loạt các phản ứng sinh hóa gây ra các sự nhiễm độc khác nhau.
Các fumonisin có tính đặc hiệu tới sự tổng hợp các sphingosin, thể hiện ở sự

ức chế serin. Không phát hiện các hiệu ứng tương tự của fumonisin đến sự tổng hợp
các phosphatidylserin, phosphatidylcholin và các acid béo.
Vị trí hoạt động của fumonisin là sphingosin và sphingosin N. transacetylase
trong phản ứng kết hợp của thiolase với sphingosin và sphingosin để tạo thành
dihydroceramid và ceramid.
Do sự ức chế của fumonisin, số lượng tế bào gan giảm xuống 25% sau 24 giờ
và 50% sau 4 ngày, các hoạt động của fumonisin nhạy cảm với tế bào gan hơn so với
tế bào thận.
Sự nhiễm fumonisin lâu dài ở nồng độ cao có thể gây ra các ảnh hưởng ở mức
tế bào hoàn toàn khác với sự ảnh hưởng của sphingolipid.
Do các tế bào não rất giàu sphingolipid nên các tổn thương thần kinh có thể
do sự nhiễm độc fumonisin B1 gây nên. Hoạt tính gây ung thư của fumonisin B 1 cũng
GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

16

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phịng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm
có thể do cơ chế ức chế tổng hợp sphingolipid gây nên vì các độc tố này kìm hãm
các hoạt động của sphingosin thể hiện vai trò của tác nhân chống khối u nội bào.
d. Độc tính của fumonisin
Fumonisin B1 là độc tố có độc tính mạnh nhất, fumonisin B 1 có thể gây ra các
triệu chứng nhũn não, suy gan, mù, gây các triệu chứng bất bình thường cho tới tử
vong ở ngựa, ung thư gan ở chuột, bệnh gan ở gà và suy tim cấp ở khỉ. Fumonisin B 1
được xếp vào nhóm 2B, nhóm các hợp chất gây ung thư cho người.
Nghiên cứu ảnh hưởng fumonisin ở người, người ta thấy có sự liên quan đến
bệnh ung thư thực quản và việc sử dụng lương thực nhiễm fumonisin của các bệnh

nhân.
Ngồi ra fumonisin cịn có những tác động đến cơ tim, độc tố này ngăn cản
dòng ion canxi và gây ngưng trệ hoạt động của tim. Fumonisin thường được tổng
hợp cùng với aflatoxin, do vậy độc tính của độc tố này cịn có thể cao hơn nữa. Cho
đến nay tương tác của các độc tố này vẫn chưa được biết rõ.
2.1.2.6. Patulin
a. Nguồn gốc
Patulin là hợp chất trao đổi bậc hai do nấm mốc Penicillium, Aspergillus và
Byssochlamys tạo nên. Các chủng tổng hợp patulin chủ yếu là các loài thuộc
Aspergillus như A. clavatus và A. giganteus. Trong số các Penicillium thì lồi tổng
hợp patulin nhiều nhất là P. expansum, P. urticae, P.griseofulvum, các loài nấm mốc
này thường gặp trong đất, trên bề mặt của một số loài hoa quả như táo…
Tùy thuộc vào khí hậu các hệ vi sinh vật này có thể bị thay đổi. Đặc biệt là A.
clavatus thường ưa thích mơi trường có hàm lượng đạm cao, trên các chất đang thối
rữa. Vì vậy rất hay gặp A. clavatus ở các trại chăn nuôi, trên phân gia súc, gia cầm.
b. Cấu trúc phân tử của patulin
Patulin hay còn gọi là clavaxin là sản phẩm trao đổi chất bậc 2 của nấm mốc
được biết tới trước tiên như là một loại thuốc có thể chữa bệnh cảm lạnh. Trong quá
trình sử dụng người ta mới nhận biết độc tính của nó. Nó là hợp chất vịng lacton
khơng no hoạt động với cơng thức hóa học 4-hydroxy-4-furo [3,2] pyran-2(6H)-1.
Patulin là hợp chất không màu, kết tinh được, tan trong nước và các dung mơi
phân cực. Patulin có thể được tổng hợp trên rất nhiều nông sản thực phẩm cũng như
GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

17

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa

lây nhiễm trên thực phẩm
trên thức ăn gia súc. Người ta đã phân lập được patulin trên ngũ cốc, trên các sản
phẩm dạng hạt, trên hoa quả. Thực phẩm có khả năng nhiễm patulin cao nhất là táo
và các sản phẩm từ táo.

Hình 2.9: Cấu trúc phân tử của patulin
c. Cơ chế gây độc của patulin
Patulin là một độc tố gây tổn hại cho DNA hoặc các NST trong 1 thời gian
ngắn. Ngồi ra, patulin cịn ngăn cản sự hơ hấp hiếu khí, làm giảm sự hoạt động của
triphosphatase adenosine.
Patulin kích thích các sợi DNA gây vỡ các tế bào Hela và làm NST bị sai lệch
dẫn đến DNA, protein và sự tổng hợp RNA đều bị ảnh hưởng.
Nghiên cứu cơ chế của các tế bào liên kết với độc tính đường rt của patulin,
người ta nhân thấy 2 tế bào biểu mô ruột ở người (HT-29-D4 và CaCO-2-14) đã tiếp
xúc với mycotoxin, dẫn đến các chịu trứng viêm ruột do patulin gây ra.
d. Độc tính của patulin
Patulin ảnh hưởng đến hoạt động của một số enzym như ATPase, alkaline
phosphatase, aldolase, hexokinase, đồng thời kích hoạt enzym glycogen
phosphorylase làm cho nồng độ glucose trong máu tăng 60%.
Patulin ức chế sự tổng hợp của các protein, được coi là chất độc có khả năng
gây ung thư cho người.
Hoạt tính suy giảm miễn dịch của patulin củng đã được phát hiện. Patulin có
liên quan tới các chứng xung huyết, gây loét niêm mạc, đặc biệt là niêm mạc ruột.

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

18

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng

Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm
2.2. Tổng quan về Staphylococcus aureus
2.2.1. Lịch sử phát hiện
Staphylococcus aureus do Robert Koch phát hiện năm 1878 sau khi thực hiện
phân lập từ mủ ung nhọt
Năm 1880 Louis Paster cũng đã thực hiên tiến hành phân lập và nghiên cứu
về Staphylococcus aureus
Ngày 09/04/1880 bác sĩ người Scotland Alexander Ogston đã trình bày tại hội
nghị lần thứ 9 hội phẫu thuật Đức một báo cáo khoa học, trong đó ơng sử dụng khái
niệm tụ cầu khuẩn (staphylococcus) và trình bày tương đối đầy đủ vai trò của vi
khuẩn này trong các bệnh lý sinh mủ lâm sàng
Đến năm 1881 Ogston đã thành công trong việc gây bệnh thực nghiệm, đây là
tiền đề cho những nghiên cứu về S.aureus sau này
Đến năm 1884 Rosenbach đã thực hiện một loạt các nghiên cứu tỉ mỉ hơn về
vi khuẩn này. Và ông đã đặt tên cho vi khuẩn này là Staphylococcus aureus
Năm 1926 Julius von Daranyi là người đầu tiên phát hiện mối tương quan
giữa sự hiện diện hoạt động men coagulase huyết tương của vi khuẩn với khả năng
gây bệnh của nó. Tuy nhiên mãi đến năm 1948 phát hiện này mới được chấp nhận
rộng rãi.
2.2.2. Phân loại
2.2.2.1. Phân loại khoa học
Về phân loại khoa học Staphylococcus aureus được xếp vào:
Giới: Eubacteria
Ngành: Firmicutes
Lớp: Bacilli
Bộ: Bacillales
Họ: Staphylococcaceae
Giống: Staphylococcus

Loài: Staphylococcus aureus
Tên khoa học là: Staphylococcus aureus Rosenbach 1884

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

19

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng


Khóa luận: Tổng quan về Staphylococcus aureus và đề xuất biện pháp phòng ngừa
lây nhiễm trên thực phẩm
2.2.2.2. Phân loại theo kháng nguyên
Các tụ cầu có nhiều loại kháng nguyên: protein, polysaccharide, acid teichoic
của vách. Nhưng dựa vào kháng nguyên thì việc định loại rất khó khăn. Dưới đây là
một số kháng nguyên trên bề mặt tế bào được quan tâm nghiên cứu:
-

Acid teichoic: là kháng nguyên ngưng kết chủ yếu của tụ cầu và làm tăng tác

dụng hoạt hóa bổ thể. Đây cịn là chất bám dính của tụ cầu vào niêm mạc mũi. Acid
này gắn vào polysaccharide vách tụ cầu vàng. Đây là thành phần đặc hiệu của kháng
nguyên O.
-

Protein A: là những protein bao quanh bề mặt vách tụ cầu vàng và là một tiêu

chuẩn để xác định tụ cầu vàng. Tất cà các chủng tụ cầu vàng có protein này. Sở dĩ
kháng nguyên này mang tên protein A, vì protein này gắn được phần Fc của IgG.
Điều này dẫn tới làm mất tác dụng của IgG, chủ yếu là mất đi sự opsonin hóa

(opsonisation), nên làm giảm thực bào.
-

Vỏ và biofilm: vỏ cấu tạo bởi polysaccharide có ít nhất 11 serotyre. Trong đó

các serotyre 1, 2, 5, 8 đã được nghiên cứu về cấu trúc phân tử. Gây bệnh cho người
thường là những chủng tụ cầu vàng có vỏ mỏng và thường là serotyre 5 hoặc 8. Chỉ
một số ít chủng S. aureus có vỏ và có thể quan sát được bằng phương pháp nhuộn
vỏ. Lớp vỏ này bao gồm nhiều tính đặc hiệu kháng nguyên và có thể chứng minh
được bằng phương pháp huyết thanh học. Biofilm là những lớp mỏng, sền sệt và
nhờn do S. aureus tiết ra và bao bên ngoài tế bào vi khuẩn. Nó có tác dung cho S.
aureus bám và xâm nhập vào niêm mạc.
-

Kháng nguyên adherin (yếu tố bám): giống như nhiều vi khuẩn khác, tụ cầu

có protein bề mặt đặc hiệu, có tác dụng bám vào receptor đặc hiệu tế bào. Adherin có
thể là các protein: laminin, fibronectin, collagen.
2.2.2.3. Phân loại bằng phage (phage typing)
Các phương pháp phân loại dựa trên kháng nguyên của tụ cầu là rất khó khăn,
vì vậy việc phân loại tụ cầu vàng chủ yếu dựa trên phage. Sự ký sinh của phage trên
vi khuẩn mang tính đặc hiệu rất cao. Do vậy phương pháp này rất có ý nghĩa trong
phân loại vi khuẩn

GVHD: KS. Huỳnh Văn Thành

20

SVTH: Nguyễn Trần Hải Hoàng