微生物菌毕业论文

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分子生物技术在微生物降解环境污染物中的应用 [摘要〕介绍了与环境微生物关键降解酶基因的筛选、克隆及应用相关的分r生物技术，包括聚合酶链式反应技术、基因重组技术、荧光原位杂交技术和生物信息学等技术，并对这些技术在污染物降解基因检测、筛选和克隆方面的应用进行了阐述与探讨、 [关键词]分子生物技术;微生物;基因;环境污染物;降解随着现代j:\地技术的发展，多环芳烃、含氯有机物和硝基苯类化合物等人工合成井难以降解的污染物大量排放，造成世界范围内的环境污染和生态破坏，严重地威胁人类和其他生物的正常生存和发展。利用微生物修复技术对受污染的水体及土壤进行处理，凸显了其重要的意义和可行性。研究人员发现并筛选到一些微生物，它们不仅对环境有较高的适应性、对污染物有较高的耐受性，而且对污染物有较强的降解效率和专一性。然而环境中存在的大量微生物中仅有少于1%可通过传统的培养方法进行培养、分离和纯化，绝大多数细菌需要非常严格的营养条件川。因此，为了对修复环境有所贡献却难以培养的微生物进行更全面了解，也为了筛选到更多有利于降解环境污染物的微生物菌种及其关键酶基因，分子生物技术和手段逐渐被广泛应用到环境可降解污染物及降解机理方面的研究中。本文对近年来发展起来的聚合酶链式反应 (PCR)技术、基因重组技术、荧光原位杂交(FISH) 技术和生物信息学等多种分子生物技术进行了介绍，并总结了它们在污染物降解基因检测、筛选和克隆方面的应用。 1与环境污染物降解相关的分子生物技术及其相关技术 PCR是一种利用脱氧核糖核酸(DNA)半保留复制原理，在体外扩增位于两段已知序列之间的 DNA区段从而得到大量拷贝的分子生物技术。根据其模板、引物来源或扩增条件的不同，PcR技术可分为以下几种:(l)反转录pCR(RT一PeR)技术，将mRNA反转录为cDNA后再对其进行PCR 扩增，可用来构建cDNA文库，分析不同生长时期的mRNA表达状况和相关性以及mRNA的定量测定等;(2)巢式PCR技术，在扩增大片段目的DNA 时，先用非特意性引物扩增再用特意性引物对第一次扩增产物进行第二次扩增，以获得可供分析的 DNA;(3)竞争PCR技术，是一种定量PCR，向PCR 反应体系中加人人工构建的带有突变的竞争模板，通过控制竞争模板的浓度来确定目的模板的浓度，对目的模板作定量研究;(4)实时荧光定量PCR技术，在PCR反应体系中加人荧光基团，利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析，该法已广泛用于基因表达研究、转基因研究等方面;(5)扩增的rDNA限制酶切分析技术，根据原核生物rDNA序列的保守性，将扩增的rDNA片段进行酶切，通过酶切图谱来分析菌间的多样性;(6)RNA随机引导PCR技术，基于任意寡核昔酸引物与RNA之间可能的配对，在低严谨度条件下经聚合酶催化使链延伸，将细胞总 RNA或InRNA作为反转录反应的模板，此技术结合单链构象多态性，用非变性胶分辨大小相同而构象不同的片段，可用于诊断遗传突变及分析污染条件下序列的多态性;(7)随机扩增多态DNA (RAPD)技术，是一种基于PCR检测PCR引物结合位点序列改变的方法，通常以10bp的寡核昔酸序列为引物，对基因组DNA随机扩增，电泳分离染色扩‘增产物，再分析多态性。技术 FISH技术利用荧光标记的探针在细胞内与特异的互补核酸序列杂交，通过激发杂交探针的荧光来检测信号。荧光探针比放射性探针更安全，具有较好的分辨力，不需要额外的检测步骤。近年来，由于FISH技术具有灵敏、便捷等优点，迅速发展完善成为研究环境微生物的有力工具。此外，可用不同激发和散射波长的荧光染料标记探针，在一步反应中同时检测几个靶序列。该技术主要包括试样固定、预处理、预杂交、探针和试样变性、杂交、漂洗去除未结合的探针、检测杂交信号等步骤。由于 165rRNA具有遗传稳定性，因此成为FISH技术检测最常用的靶序列。基因重组技术基因重组技术是从供体生物的基因组中通过酶切扩增等手段获取目的基因，与载体连接形成重组DNA分子，再导入到受体细胞中，让外源基因得以表达。在已经分离出的许多菌株中，与降解能力有关的基因多在质粒体上。由于质粒很容易在细菌的繁殖过程中遗失，对细菌降解能力的长期稳定非常不利，可将其与污染物降解有关的酶基因重组到大肠杆菌等微生物中进行表达，以此构建的各种生物降解特性增强的重组菌可用于污染环境的治理修复或发酵某些废弃物。生物信息学 20世纪后期，生物学的迅猛发展，从数量上和质量上极大地丰富了基因组数据库、蛋白质数据库、酶数据库和文献数据库等许多生物科学的数据资源。已有多个国家和国际科研组织建立了生物信息数据库，如欧洲分子生物学实验室(Eur叩ean MolecularBiologyLaboratory)核酸序列数据库和美国国家生物技术情报中心(Nationaleente:fo:Bio- technologyInformation，NCBI)基因序列数据库等。科学家利用计算机及生物信息分析软件分析这些数据资源，确定大分子序列、结构、表达模式和生化途径与生物数据之间的关系，区分生物个体间遗传差异，揭示DNA多样性。例如，基本局部比对搜索工具(BasieLoealAlignmentSearehTool，BLAST)，是一套在蛋白质数据库或DNA数据库中进行相似性比较的分析工具。它基于Altschul等的方法「2〕，在序列数据库中对查询序列进行同源性比对工作。 BLAST程序可对一条或多条、任何数量、任何形式的序列在一个或多个核酸或蛋白序列库中进行比对，甚至将有缺口的比对序列也考虑在内，利用比较结果中的得分对序列进行相似性说明。基因的序列分析可揭示出生物物种之间的关系，在污染治理研究中可用于生物基因组特殊区域或特异基因的测序。 2分子生物技术在环境污染物降解中的应用土壤试样总DNA的提取用适当方法直接从土壤中提取DNA并纯化，是从分子生物学角度对土壤微生物进行研究的前提条件，而后可进行酶切、PCR扩增、核酸分子杂交等分子生物学技术操作。从土壤中提取微生物 DNA主要分为汽接法和间接法}’{。直接法是在 ogram等的方法基础卜发展起来的，其主要包括2 个步骤:(l)原位细胞裂解;(2)DNA提取和纯化。直接法提取的DNA超过细菌总DNA的60%且省力，但提取的DNA常常有折断、腐殖酸污染、甚至提取物中还夹杂有未知的胞外DNA和真核生物的 DNA。最先报道间接法的是Faegri等[‘〕，其主要包括4个步骤:(l)分散土壤;(2)分离细胞与土壤; (3)细胞裂解;(4)DNA纯化。间接法提取DNA 产量低且费力，但纯度较高、DNA损伤小，提取的大片段DNA可用来构建cos而d和细菌人工染色体文库等。采用PCR及相关技术扩增分析DNA片段可降解污染物的微生物必然能产生分解代谢该污染物的酶。selvaratnam等L’l用编码苯酚单加氧酶dmpN摹因的RT一PCR技术来检测序列间歇式活性污泥反应器‘{一，降解酚的假单胞菌。检测结果表明，RT一PCR技术不仅能检测微生物降解酚的能力，还能测量dmpN基因的转录水平，从而确定假单胞菌特殊的分解活性，发现了在转录水平下，酚浓度与通气时间之问存在正相关关系。将PCR技术和变性梯度凝胶电泳(DGGE)结合起来，在变性条件适当的情况下能分辨一个碱基对，分辨率较高。染色后的凝胶用成像系统进行分析，可在一定程度l几反应试样的复杂性。条带的多少能反应试样「一 }1微生物组成的差异，条带的亮度能反应试样中微生物的多少。基于以上优点，日前该技术在微生物群落结构的分析和动态研究方面得到了厂‘泛应用。DGGE可通过分析PCR扩增的基因点突变来探索微生物的复杂性。徐玉泉等[“〕从某废水中分离出一株能以苯酚为惟一碳源的菌株 PHEA一2，使用PCR一DGGE技术对该菌165 rDNA进行分析，发现该菌与醋酸钙不动杆菌同源。 M盯sh等r了)利用PcR一DGGE技术获得了活性污泥中真核微生物的种群变化情况。王峰等下8〕采用 PCR一DGGE技术对城市污水化学生物絮凝处理中活性污泥和生物膜微生物种群结构进行了分析，结果表明活性污泥培养前后微生物种群结构发生r 很大改变。 RAPD技术也是一种应用比较广泛的以多态性引物来扩增某些片段的技术。RAPD技术可用于检测含有混合微生物种群的各种微生物反应器中微生物的多样性。用RAPD技术分析检测实验室规模的油脂淤泥培养料中的细菌菌群发现，用油脂淤泥改良过的培养料比未改良的更适于不同的微生物种群生长[9j。vainio等t’。〕从516种孤立的菌落中提取出165rDNA，经PCR扩增后进行测序，检测活性污泥中微生物种群的结构。这些组合技术的应用显著增强r对微生物的检测和鉴定能力，为理论研究工艺优化及提高生物处理效率提供了条件。基因重组基因工程技术应用于环境保护起始于20世纪 80年代。其基本原理是通过基因分离和重组技术，将目的基因片段，比如可编码降解某种污染物的酶，转移到受体生物细胞中并表达，使受体生物具有该目的基因表达显现的特殊性状，从而达到治理污染的目的。找到特定污染的抗性基因，利用基因重组技术转基因后也可获得其他抗性植株以及筛选到可转化污染物的植物，还可开发超量积累植物进行污染土壤的生物修复。罗如新等L”〕用放射性同位素标记tfdc基因片段作探针，Southemblot杂交定位Ll菌株的邻苯二酚1，2一双加氧酶基因位于Pstl的I片段和BamH I的M、N片段，回收并将其直接克隆至表达载体 pKT230卜，获得的重组子能转化不具开环酶活性的甲胺磷降解菌P2，得到高于天然宿主21倍的邻苯二酚1，2一双加氧酶。stingley等{”〕通过构建基因文库和重组质粒等基因工程方法证实了NidAB 双加氧酶是降解菲的关键酶类，并首次鉴定出此基因通过磷苯二甲酸实现降解功能。chae等‘”}发现不能降解苯酚的su如lobusso扣taricu、98/2菌株中的儿茶酚2，3一双加氧酶基因与能降解苯酚的 sulfolo右u，，o如taricu、咫有[6J源区，分析得知它们是山共同祖先进化而来。把儿茶酚2，3一双加氧酶基因克隆到大肠杆菌中表达，可获得有较高降解活性的双加氧酶。重金属污染是环境污染的重要方面之一。随着分子生物学技术的发展，越来越多的修复性蛋白基因正被从植物、微生物和动物中陆续分离出来，如汞离子还原酶基因、有机汞裂解酶基因、汞转运蛋自基因、金属硫蛋白基因、植物络合素合成酶基因、铁离子还原酶基因和锌转运蛋白基因L’‘〕。这些基因通过基因工程的改造，重组到合适的受休细胞中表达相应的蛋白质和酶，达到治理难以降解的有毒有害污染物的目的。sorsa等〔”〕把MTS插人 LamB序列的153位点，在中表达MTs，解决 r细胞内MTs对金属离子有限的吸附能力。综L 所述，基因重组技术具有快速、高效的特性，已逐渐成为环境生物技术的研究热点。技术 FISH技术利用核糖体内长度适中(约1500bp)、高度保守的165:RNA序列作为理想的基因分类靶序列，其中使用的165:RNA寡核普酸探针一般是进行了荧光标记的20bp左右特异性核昔酸片段，利用该报告分子(如生物素、地高辛)与荧光素标记的特异亲和素之间的免疫化学反应，经荧光检测系统对待测DNA进行定性、定量或相对定位分析。 FISH技术能提供处理过程中微生物的数量、空间分布和原位生理学等信息。硝化细菌是一类生理上非常特殊的化能自氧菌，传统的研究方法要经过富集、分离、分类和鉴定步骤，耗时长。HSH技术的引人解决了上述困难。 FlsH技术还被广泛用于活性污泥系统、硝化流化床反应器和膜生物反应器等废水处理系统}’61。基因工程微生物越来越多地被用于农业害虫控制和环境污染的生物修复，对人类健康和环境的影响引起广泛关注。1994年出现了一种新的标记系统:绿色荧光蛋白(GFP)，由于GFP基因表达产物对细胞没有毒害作用，且由GFP产生的荧光标记检测卜分方便、简单。在某些被污染的环境中可分离出降解该污染物的细菌，通过基因重组等手段使用GFP分子标记，可更容易的分离检测被标记的细胞叫。 Bastes等[’8]进行了苯酚降解菌染色体GFP基因标记实验。通过PCR和Southemblot分析，证明 GFP基因已成功整合到宿主细胞的染色体中。对标记菌与野生型的降解能力比较结果证明，GFP分子标记的插人并不影响细胞的苯酚降解能力。用G即标记Pseudomonasputida，研究活性淤泥中细菌存活情况{’9飞。Pseudomonasputida被转到活性淤泥2min后，观察到细胞在淤泥絮凝物间自由游动;培养3d后，发现荧光细胞减少，大部分已被合并到淤泥絮凝物中，以防止细菌被原生动物捕食。用oFP标记石.eozi和Serraliamarceseern，考察菌株附到絮凝物卜的过程{’()j。使用表面荧光显微镜能将带有GFP标记的细胞从活性污泥中区分开，井进行观察和记数。而聚焦激光扫描显微镜 (cLsM)可使GFP标记细菌产生三维轮廓，结合表面荧光显微镜和CLSM观察GFP标记细胞，结果表明，细胞表面疏水性在细菌附到絮凝物的过程中起重要作用，两种细菌附在絮凝物上的模式有很大不同，通过这种方法可更好地理解细菌赫附机理，有助于提高废水处理效果。 3结语分子生物技术的应用使研究人员可从微观的角度更细致深人地了解微生物对污染物降解的具体生理生化机制，在分子水平 _ _ [揭示生物体吸收、迁移、积累有害物质最终被毒害，及适应、抗性等生态问题，从而筛选到更多有利用价值的微生物。随着越来越多微生物全部基因序列的解码，对各种细菌体内可降解基因的分布和表达会有更深人的了解，有关技术的发展和成熟必将对污染物的降解过程有一个整体的、生态水平上的认识。参考文献 l李凤，刘世贵 . 分子生物学技术在环境微生物研究中的应用 . 世界科技研究与发展，2003，25(4):88一92 2AltsehulSF，GishW，MillerW， mentsearehtool . 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微生物与食品制造郑大食品药品安全与检测（广告）摘要微生物是一类宝贵而又丰富的生物资源。它广泛应用于食品、发酵、制药、环保、冶金和农业等众多行业。这类资源如能进一步科学合理地开发，必将为人类创造出巨大的物质财富。民以食为天，食品是人类赖以生存的基础。近年来，全世界由于人口的增加和生活水平的提高，对食品的质和量提出了更高的要求。随着食品资源的不断被利用，开辟新的食品资源已越来越引起人们的思考。在寻找食品新资源的过程中，虽然人们还习惯把着眼点主要放在扩大种植业、畜牧业和水产业上，但由于微生物具有与众不同的特点，已使人们产生浓厚的兴趣，开拓了人们寻找食品新资源的视野。经过不断研究和开发，一大批应用微生物生产的食品相继面市。微生物在丰富食品种类、增加或提高营养成分的含量以及改善食品的风味方面正日益扮演重要的角色，显示出广阔的应用前景，逐渐实现食品由植物、动物二维结构向植物、动物、微生物三维结构的转变。正文微生物发酵当今人们采用的主要技术是利用微生物的发酵来制造食品。微生物发酵就是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。发酵有三大过程要素 1、温度 2、PH值 3、氧气现代微生物发酵工程的内容⑴利用现代化的手段对微生物加以筛选和改造，以形成更符合工业生产需要的新菌种的工业微生物育种技术、其中渗透了基因工程、细胞工程的一些内容，经过改造的、满足人们需要的微生物菌种通常被称之为工程菌；⑵微生物菌体的生产，即利用先进的生产工艺高速地对某种微生物进行大量的纯培养，即工程菌的克隆；⑶从微生物中分离有用物质，如利用微生物以一些廉价的废弃物做底物生产单细胞蛋白质等；⑷微生物初级和次级代谢产物的发酵生产，如生产氨基酸，抗生素等生理活性物质；⑸发酵产物的分离纯化和加工后处理；⑹利用微生物控制或参与工业生产，如采矿、冶金等；以及微生物生物反应器的研究开发，新型发酵装置、生物传感器和使用电子计算机控制的自动化连续发酵的技术等等。微生物与酿造品一、醋酸菌的应用——食醋的生产我们知道，食醋是我国人民日常生活中的调味品之一，也是我国利用微生物生产的一个古老的产品。在民间，食醋的生产是采用存在于自然界中的醋酸菌进行自然发酵的；在工厂里，为了提高产量和质量，避免杂菌污染，采用人工纯接种的方式进行发酵。长期以来用于食醋生产的细菌有纹膜醋酸菌（醋化醋杆菌）、许氏醋杆菌。但目前应用最多的是恶臭醋杆菌混浊变种（）、巴氏醋酸菌巴氏亚种(泸酿号)。 醋酸菌在充分供给氧气的情况下生长繁殖,并把基质中的乙醇氧化为醋酸，这是一个生物氧化过程，反应式省略。 根据菌种不同，在发酵过程中还可产生少量的其它有机酸以及有香味的酯类等，使食醋具有良好的风味，因此，选择优良的菌种对食醋生产非常重要。 食醋的酿造方法通常可分为固态发酵和液态发酵两大类，我国传统的酿造法多采用固态发酵。用这种方法生产的醋风味较好，但需要的辅料多，发酵周期长，原料利用率低，劳动强度大（一）原料 可用于食醋生产的原料很多，有粮食、干鲜果品、野生的含糖或淀粉的果类等。例如：糖、蜜、高梁、大米、玉米、甘薯、糖糟、梨、柿、枣类等。一般著名的食醋仍以糯米、大米、高梁等粮食原料为主。（二）工艺流程 原料混合→ 加水拌匀、蒸煮→ 冷却后加麸曲和酒目→ 糖化、发酵→ 接入醋酸菌→ 醋酸发酵→ 加盐陈酿→ 淋酸 →陈酿（脂化、增香、增加固形物和色泽、使醋酸提高到5%以上）→配兑→ 灭菌→ 包装、成品。 我国生产的食醋品种很多，而且有许多名优产品。如山西陈醋、镇江香醋、四川麸醋、江浙的玫瑰醋、福建的红曲醋以及东北的白醋等。各种醋在选料、发酵工艺及最后的调配料、陈酿上都有各自的特点。二、氨基酸发酵 氨基酸是组成蛋白质的基本成分。在氨基酸中有八种是体内（人体）不能合成但又需要的氨基酸，通常这八种氨基酸称为必需氨基酸，人体只有通过食物来获得。 另外，在食品工业中，氨基酸可以作为调味料，如谷氨酸钠——味精，作为鲜味剂使用；色氨酸和甘氨酸可作甜味剂。在食品中添加某些氨基酸可提高食品的营养价值，如在大米中添加赖氨酸，可提高蛋白质的利用率等。为了改善禽畜的饲料质量，往往也添加赖氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸。因此，氨基酸的生产具有重要的意义。 最初，氨基酸的生产通过水解蛋白质进行。自1957年用微生物直接发酵糖类生产谷氨酸获得成功，投入工业化生产以来，氨基酸的研究和生产得到了迅速发展，约有十余种进入工业规模生产，我国也于1963年开始了谷氨酸的发酵生产。（一）谷氨酸钠（味精）的生产： 谷氨酸发酵菌：谷氨酸棒杆菌、菌色短杆菌等。 我国使用的生产菌株：北京棒状杆菌，；钝齿棒杆菌，。这些菌的共同特性是：菌体为球形，短杆至棒状，无鞭毛、不运动、不形成芽孢，革兰氏染色阳性，生长需要求生物素，在通气条件下培养产生谷氨酸。 谷氨酸发酵的生化过程：首先是葡萄糖经糖酵解和单磷酸已糖支路两种途径生成丙酮酸，丙酮酸→乙酰辅酶A→三羧循环→生成α—酮戊二酸，在谷氨酸脱氢酶的作用下，在NH4+存在时生成L—谷氨酸。 1、原料：发酵法生产谷氨酸钠的原料有淀粉质类的玉米、甘薯、小麦、大米等，其中甘薯淀粉最为常用。此外，糖蜜等也可用来作发酵培养基的碳源。氮源可用尿素或氨水。 2、工艺流程： 淀粉质原料→糖化→冷却过滤→加入玉米浆及其它营养物，配成合适的培养基→按种发酵菌→发酵→发酵液→提取（等电点法、离子交换法等）→谷氨酸结晶→Na2CO3中和→谷氨酸钠（味精）→经过去铁、脱色、过滤、浓缩、结晶（味精）→干燥后即得成品。三、蔬菜和水果的乳酸发酵食品 蔬菜和水果经乳酸菌的发酵，不仅可以得到富于营养、具有一定风味的产品，是一种食物的加工方法；同时又是一种具有悠久历史的食品保藏方法。随着人们对果蔬乳酸发酵食品的营养价值及其对人体的有益作用认识的逐渐提高，使果蔬食品乳酸发酵加工业得到了发展，不但品种增多，而且加工过程也从家庭式的手工业逐渐走向机械化的工业生产。 我国人民在制作乳酸发酵果蔬制品方面具有悠久的历史，包括美味营养的酸泡菜、酸腌菜、渍酸菜，还有花样繁多、风味各异的酱腌菜、乳酸发酵的果蔬汁等等，举不胜举。酵母菌在食品制造中的应用 酵母菌的应用非常广泛，主要有食品制造（酒类、面包的生产）、单细胞蛋白、医药化工（核酸、维生素的生产），石油烃类发酵等。 酵母菌与人类生活的关系十分密切，长期以来人们利用酵母菌制作食物Pr，面包，各种酒类等多种食品，因此，酵母菌在食品工业中占有极其重要的地位。 下面介绍酵母菌在食品中的应用面包的生产 面包和馒头几乎是我国广大城乡人民经常食用的食品，它们都是由面粉经过酵母菌发酵后制成的，其质地松软，味香可口，但面包的原料配合较为合理，经过烘烤而成，因而更加可口和富于营养，也便于携带和保存。 用于制造面包的酵母——啤酒酵母，可以从啤酒厂得到，但有专业的工厂生产酵母制品，专门用来生产面包的酵母产品有压榨酵母（鲜酵母）、活性干酵母（ADY），一般用压榨酵母较多。 面包制造是以面粉为主要原料，加水和酵母菌混合成面团，在30℃左右发酵，酵母菌利用面粉中淀粉酶分解淀粉生成的麦、葡、果、蔗糖，产生二氧化碳、醇、醛和一些有机酸等产物。 二氧化碳使面团膨胀，发酵好的面团，经过揉搓添加配料，成型后放到烘焙炉中在高温下烘烤。二氧化碳受热膨胀使面包成为多孔的海绵状结构，使产品具有松软的质地。发酵中产生的有机酸、醇、醛等赋予面包以特有的风味。有的还添加各种食用香精、果仁、果脯等辅料，形成不同的花色品种。微生物酶在食品工业中的应用 酶用于食品制造历史悠久，但对于酶的了解则是近代科学的重要成就。随着食品工业的发展，对于酶的品种、数量、质量提出了更高的要求。因此，世界各国都普遍重视酶的研究和生产。一、微生物生产酶制剂的优点 一般认为M 细胞至少能产生2500种以上不同的酶。 微生物酶的生产具有选择性（选择菌株），便于工业化生产，不受季节、气候、地理等条件的限制；生产能力也可以不受限制，而且M生长周期短，有可能保证酶的供应。二、微生物酶及其在食品工业中的应用 1、酶生产用的微生物：微生物酶制剂可以由细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、等M产生。 2、酶的种类：微生物酶的种类较多，主要包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、果胶酶、过氧化氢酶等。各种酶类在食品工业中起到不同的作用。发酵工程在在食品工业上的应用：主要有三大类产品，一是生产传统的发酵产品，如啤酒、果酒、食醋等；二是生产食品添加剂；三是帮助解决粮食问题。在食品工业中，不仅利用微生物生产食品产品，而且还把它作为食品卫生标准中的检测指标之一来判断食品的卫生质量，从而有效地保证了产品质量，更好地指导消费和保护人类的身体健康。在微生物发酵方面，利益与弊端并存，发展与挑战同在，我们要做的就是通过不断发展的科技趋利避害，直面挑战才能求得发展。尽管我们今天享用的许多产品还离不开传统的发酵工业，但现代微生物工程已冲击到包括传统食品发酵业、制药业、有机酸制造业、饲料业等各个产业。

关于微生物细菌的论文

大家对我们可能都不陌生了吧，我们叫硝化细菌，可不是帮助你们消化大鱼大肉的那个消化哦。我们兄弟二人（等等，怎么是两个？），别急，一会你们就明白了。哥哥叫硝酸菌，弟弟叫亚硝酸菌，因为我们哥儿俩老是形影不离，长得又酷似双胞胎，人们就把我们统称为硝化细菌了，其实我们兄弟两个差别还不小呢，硝酸菌虽然是哥哥，但干起活来打头阵的还是靠弟弟。说了半天，大家怎么也不和我们打个招呼呀，伤自尊了，也难怪，我们太小了，大家如果不用显微镜是根本看不见我们的，哎，真是“菌微言轻”啊，好吧，既然看不到我们，那我们兄弟就自我描述一番吧：我们身材都很苗条，人称我们“杆菌”（像电线杆）。在革兰氏染液（一种专门染细菌的染液）里洗过澡后，我们都是红色的。我们大部分的同胞都长着长长的鞭毛，我们可以借助它们像船桨一样在水中自由地游泳。我们的重要性大家了解吗？不是吹牛，如果没有我们兄弟两个，大家在水族箱里养鱼种草几乎是一件不可能的事，关叔也要失业了哦，真的，不信给大家显摆显摆。在大家的草缸中，氮元素是普遍存在的，水草、鱼、饲料、藻类甚至鱼类粪便中都有它的踪影，它是构成蛋白质的必要元素。那么，烂掉的水草叶子、死去的鱼儿、没吃完的饲料、凋亡的藻类和鱼儿的粪便中的氮后来去哪里了呢？有人可能说，我从来没有注意过它们，可最后都不见了啊，其实它们是被一些称为腐生细菌的家伙分解了，有机的氮变成了无机的氨，就像一条刚死的鱼是没有味的，腐败时就会产生刺鼻的臭味，这里边就有氨的味道。氨对于鱼类是剧毒的，它能使鱼类血液中的蛋白质变性而失去生理功能，导致鱼类的死亡。当水体中氨浓度超过时就会造成鱼类急性死亡。氨有如此剧毒，那为何大家的鱼都还好好的呢？哈哈，就是因为有我们硝化细菌呀。弟弟亚硝酸菌负责把氨氧化成亚硝酸盐，再由哥哥把亚硝酸盐氧化成硝酸盐。亚硝酸盐也是有毒的，但比起氨来说是小得多了，而硝酸盐是无毒的，它是水草等水生植物很好的氮肥。大家种水草时并不添加氮肥，液肥、基肥、根肥的说明书讲得明明白白：不含氮、磷，那为什么大家的水草还养得那么好啊？还不是有我们兄弟呗。有人认为鱼的排泄物可以当作水草氮肥，可水草根本无法直接利用鱼类排泄物。这些排泄物必须在那些腐生细菌的“帮助”下（可不是我们兄弟哦，这种事可不能争功）变成一些小分子无机物如氨、硫化氢等（净是剧毒物，这帮小子）。我们得给它们收拾残局，把氨转化成水草可以直接利用的硝酸盐，这才把大家的草养得肥肥壮壮的，鱼儿也避免了氨毒之苦。下面着重介绍下我们的生活特点： 1、我们属于自给自足性的自食其力的细菌，科学家叫我们自营性细菌，我们用最简单的无机物如二氧化碳为碳源来构成我们的身体，而建造我们自己的能量源泉就是我们氧化氨和亚硝酸盐过程中所释放出来的能量。可见我们的工作也不光为了大家，更重要的是为我们自己，那句话怎么说来着“菌不为己，天------”不说了，有点太不厚道了。我们这种生存方式，大家看是不是和水草很相似啊，只不过水草是利用光能来养活自己，我们是利用化学能而已，而另一些家伙比我们聪明得多，它们被称为异营性细菌（就是那些专门制造毒物的家伙），它们用有机物做碳源来构建它们的身体。 2、我们除了像水草一样进行糖类合成反应外（把二氧化碳和水在化学能的作用下合成葡萄糖），也需要其他的营养元素，如铁、锰、磷、钾等，用以代谢合成我们生长所需的一些蛋白质和脂肪等物质，所以大家给水草施的肥料和二氧化碳，我们也笑纳了些，抱歉没打招呼哦。 3、要说我们最不喜欢呆的地方，那就是一个充满了有机废物（如鱼便便）的环境，因为过多的有机物让我们无法忍受，我们又不能把它们当作食物，过多的有机物将会抑制我们的生长和繁殖，但是哥哥硝酸菌对有机物并不那么敏感，有时甚至还能“吃”些水溶性有机物（啊，变节啊），但大多时候我们配合还是非常默契的，兄弟就是兄弟嘛。因为我们有这一特性，所以大家就别指望我们在有一大堆鱼便便的肮脏的过滤棉上安家了，最适宜我们居住的地方是比如生化球、生化环、生化棉这样的，当然在水流流过我们家之前最好把水里的鱼便便、烂叶子提前过滤掉，不然的话，这些东东堵在我们家里，我们可就惨啦，拜托了啊。 4、前边说过了，我们很多兄弟都是游泳健将，我们可以在水中做主动的迁移，虽然这很耗费体能，但如果我们居住的家园受到外来干扰、没有食物吃、有外族入侵、生活环境突然变化时，我们还是会做主动的战略转移的，在转移的途中，我们可是不会吃任何东西的，所以一旦我们背井离乡，请赶快给我们找一个家吧，让我们固定下来好为大家更好地服务。不用担心我们无法在固体表面固定的问题，我们兄弟可是这方面的高手，我们在水中到处游荡时，如果发现有什么固体物质，就会立即分泌一种粘性物质，牢牢地把自己粘到那上边，这样一层层地粘上去，直到形成一个膜，大家都管我们形成的这个膜叫“生物膜”，水质的净化就要靠它了。 5、再透漏些比较隐私的问题，就是我们的繁殖了。我们的繁殖速度说起来真有些不好意思，我们是微生物世界的“大象”，繁殖周期非常长，和那些异营性的腐生菌比较一下大家就明白了。在20个小时内，1个异营性细菌可以分裂成1000000000个，但我们还停留在1个的状态，这也没有什么奇怪的，我们维持生命和繁殖的物质都是靠自己制造的，要耗费大量能量和时间，而那些异营性细菌则可以利用很多现成的东西。讲到这里就不能不说一种发生在开缸后不久容易发生的问题，我们暂且叫它开缸综合征。有些人在开缸后的一个月内鱼儿会不明不白的死去，这主要是因为鱼类的排泄物被那些异营性细菌分解为氨等有毒物质，它们繁殖得实在太快了，相信大家都了解夏天饭菜变质的速度，越来越多的氨在产生，直到超出了鱼、虾能够忍受的极限，它们就……，好痛心啊，那大家问，你们干什么去了？真白养活你们了！各位老大先别急，这事不怪我们，在刚开缸的一个月内，因为我们生得实在太慢了，根本没办法处理那么多的氨，寡不敌众啊。所以提醒各位在开缸后的一个月内勤换换水、少喂喂鱼、用点细菌制剂吧。 6、大家可能认为我们兄弟也太逊了，生得又慢、长得又慢，怎么还没有被淘汰掉呢？达尔文的理论看来问题是不小啊。先等等，我们兄弟虽然有弱点，但也有其他细菌不具备的优势呢！最主要一点就是我们在食物短缺等恶劣环境下可以像冬天的狗熊一样“休眠”，避免了像其他细菌一样被饿死的命运，我们的休眠期最长可以达到2年之久。利用这个原理，有人把我们制成了菌液出售，可以长期保存，其实那里边就是“休眠”的我们。 7、我们还对氧有一种由衷的偏爱，在缺乏氧气的环境里我们根本就无法高效率地处理氨和亚硝酸盐，以至造成我们的生存危机。所以大家如果想让草缸的水质真正良好的话，就让水草制造更多的氧气给我们吧，大家会得到回报的。 8、可能还有人不知道，我们对光线有多么厌恶。弟弟亚硝酸菌对近紫外线的可见光非常敏感，所以不要把飞利普865照到我们身上哦，紫外线对我们的杀伤力更是巨大的。所以让我们在黑暗中工作吧，我们会感谢大家的。 9、在酸碱度方面我们也提点小小要求：我们在弱碱性的环境里生活得更舒服些，如果是草缸，最好也别把PH值调整到6以下，对我们的健康很不利的呀。另外，最适合我们的温度是25度哦。 10、有些毒物也对我们的健康不利，如一些治疗鱼病的鱼药、硫酸铜或螯合铜等，所以在治疗鱼病的时候一定要注意，如果我们都死光光了，你的缸即使不是新开的，也有可能发生开缸综合征的。最后澄清一个问题，那就是在水族箱中即使添加我们也无助于改善水的浑浊问题，因为我们是被大家用来对付氨和亚硝酸盐而不是水中悬浮的细小颗粒、细菌乃至藻类的。但有一点可以肯定，那就是我们会使你的水族箱中的水变得更优质、更适合生物之生长。

1 、微生物的作用微生物在物质循环中的作用在生物圈内的物质循环过程中，以异样型微生物为主的分解者，在有机物的矿质化过程中有着不可替代的作用，它于生产者一起共同推动着生物内的物质循环，使生态系统保持平衡。例如，在碳素循环中，地球上 90% 的 co 2 是由微生物的生命活动产生的；在氮素循环中，固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用都有微生物的活动；在磷和硫的循环中同样也需要各种微生物的活动。微生物与污水处理工业迅猛发展的同时也给人们带来了一定的环境污染。在众多的污水、废水处理方法中，生物学的处理方法因具有经济方便、效果好的突出优点而被广泛应用。在污水的生物学处理过程中，微生物起着特别重要的作用，它们能将水体中的含碳有机物分解成 CO 2 、 H 2 s 、 CH 4 等气体；将含氮有机物分解成氨、硝酸、亚硝酸和氮；能使汞、砷等对人类有毒的重金属盐在水体中进行转化，以便于回收或除去，使许多病原性寄生生物常因与环境不适而死去。有益于人体健康人体肠道中含有很多种微生物，其中主要有大肠杆菌、产气杆菌、变形菌、粪产碱菌、产气荚膜梭菌、乳酸杆菌和螺旋体等。人体为这些微生物提供了良好的栖息场所，而这些细菌生活在肠道中能合成核黄素、维生素 B12 维生素 K 等多种维生素以及氨基酸以供人体吸收利用。 2 、微生物的污染工业产品中的微生物各种工业器材，如金属、仪表、电讯器材、绝缘材料和纺织品等，它们或含有一些可被微生物利用的成分，或因种种原因沾染了或多或少的有机物质，因此，都会受到微生物的侵蚀，使之老化变质。铝及其合金制品受到微生物的侵蚀。例如，曾发生过飞机的油槽因受到牙枝霉、铜绿色假单胞菌和弧菌等的腐蚀而漏油。飞机机翼的内铝壁也受到上述微生物的侵蚀。钢铁及其制品因长期与水或土壤接触，受到铁细菌、硫细菌、硫酸还原细菌等的作用而腐蚀。电子设备、集成电路、绝缘材料等均可受到霉菌的侵蚀，由于霉菌的菌丝能导电，因此常能引起有关设备的失灵。羊毛、棉纱、尼龙、聚制脂及其制品，也常受到微生物的侵蚀。污染漾奶、毛的微生物主要有铜绿色假单胞杆菌、微球菌、枯草杆菌、曲霉、青霉等。污染棉织品的主要是纤维素分解菌群的微生物。污染尼龙的有球二孢和红曲霉等。微生物不仅能使纤维及其制品变质，而且与人体健康密切相关。例如，微球菌能使人的头部生白斑，铜绿假单胞菌与支气管炎、咽炎和耳、鼻、眼的炎症有关。玻璃及其制品和显微镜、望远镜及照相机等器材的光学部分在温暖潮湿的条件下，都会由于曲霉、青霉等的生长繁殖而受腐蚀。农业产品中的微生物粮、油原料极其制品，含有丰富的养分，它们是微生物的天然营养基地，如果其他条件适宜，霉菌、细菌、酵母菌等微生物就会迅速地繁殖起来。肉、蛋、奶、水果和蔬菜等食品的表面都生活着很多的微生物，如果保存不当，常引起食品的变质和腐败。罐头是人们保存食品的方法之一，但肉类罐头中存在着枯草杆菌、梭菌等菌群。由于芽孢的抗热性很强，在罐头制作过程中虽然经过了高温处理，而在一些肉类罐头中仍能检测出嗜热脂肪芽孢杆菌、耐热厌气性的腐败梭菌等，它们是造成罐头腐败的主要原因。 3 、防止微生物污染的措施防止贮粮霉变和真菌霉素污染的措施是：入仓前应降低粮食的含水量，除去破损、色变和霉变的籽粒；入仓后应创设干燥、低温和缺氧的环境，使霉菌失去生长繁殖的条件。工业器材的防腐问题，日益受到人们的重视。目前分别采用对人和动物安全性高的高效杀菌剂，选用抗微生物腐蚀性的材料及含抗菌物质的材料做成涂膜，使器材和微生物隔离，以防止微生物的危害。

自己参考这些！微生物(microorganism简称microbe)是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活密切相关。微生物在自然界中可谓“无处不在，无处不有”，涵盖了有益有害的众多种类，广泛涉及健康、医药、工农业、环保等诸多领域。一般地，在中国大陆地区的教科书中，均将微生物划分为以下8大类：细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体。能引起人和动物致病的微生物叫病源微生物有八大类： 1.真菌:引起皮肤病。深部组织上感染。 2放线菌：皮肤，伤口感染。 3螺旋体：皮肤病，血液感染如梅毒，钩端螺旋体病。 4细菌：皮肤病化脓，上呼吸道感染，泌尿道感染，食物中毒，败血压症，急性传染病等。 5立克次氏体：斑疹伤寒等。 6衣原体：沙眼，泌尿生殖道感染。 7病毒：肝炎，乙型脑炎，麻疹，艾滋病等。 8支原体：肺炎，尿路感染。生物界的微生物达几万种，大多数对人类有益，只有一少部份能致病。有些微生物通常不致病，在特定环境下能引起感染称条件致病菌。能引起食品变质，腐败，正因为它们分解自然界的物体，才能完成大自然的物质循环。有些人误将真菌当作细菌，是一种比较普遍的误解。尤其以80年代以前未受过系统生物学教育者。微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50％是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示：传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史，也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面，人类取得了长足的进展，但是新现和再现的微生物感染还是不断发生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力，使许多菌株发生变异，导致耐药性的产生，人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异，这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。微生物千姿百态，有些是腐败性的，即引起食品气味和组织结构发生不良变化。当然有些微生物是有益的，它们可用来生产如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必须通过显微镜放大约1000 倍才能看到。比如中等大小的细菌，1000个叠加在一起只有句号那么大。想像一下一滴牛奶，每毫升腐败的牛奶中约有5千万个细菌，或者讲每夸脱牛奶中细菌总数约为50亿。也就是一滴牛奶中可有含有50 亿个细菌。微生物能够致病，能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂，但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素，这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵，生产乙醇、食品及各种酶制剂等；一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等，并且可再生资源的潜力极大，称为环保微生物；还有一些能在极端环境中生存的微生物，例如：高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境，依然存在着一部分微生物等等。看上去，我们发现的微生物已经很多，但实际上由于培养方式等技术手段的限制，人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。微生物间的相互作用机制也相当奥秘。例如健康人肠道中即有大量细菌存在，称正常菌群，其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收，菌群在这些过程中发挥的作用，以及细菌之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调，就会引起腹泻。随着医学研究进入分子水平，人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。人们认识到，是遗传信息决定了生物体具有的生命特征，包括外部形态以及从事的生命活动等等，而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。因此阐明生物体基因组携带的遗传信息，将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。在分子水平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性，对于传统微生物学来说是一场革命。以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿，而微生物基因组研究又是其中的重要分支。世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制，发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗，开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物，将对有效地控制新老传染病的流行，促进医疗健康事业的迅速发展和壮大!从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分开发微生物（特别是细菌）资源，1994年美国发起了微生物基因组研究计划（MGP）。通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因，不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识，更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品，包括：接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。通过基因工程方法的改造，促进新型菌株的构建和传统菌株的改造，全面促进微生物工业时代的来临。工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等；某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程，甚至直接作为洗衣粉等的添加剂；另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究，发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程，对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因，然后对菌株加以改造，使其更适于工业化的生产过程。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究，将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因，经基因工程改造，实现新的工程菌株的构建，简化生产步骤，降低生产成本，继而实现经济效益的大幅度提升。对工业微生物开展的基因组研究，不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因，并将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造，同时推动现代生物技术的迅速发展。农业微生物基因组研究认清致病机制发展控制病害的新对策据资料统计，全球每年因病害导致的农作物减产可高达20％，其中植物的细菌性病害最为严重。除了培植在遗传上对病害有抗性的品种以及加强园艺管理外，似乎没有更好的病害防治策略。因此积极开展某些植物致病微生物的基因组研究，认清其致病机制并由此发展控制病害的新对策显得十分紧迫。经济作物柑橘的致病菌是国际上第一个发表了全序列的植物致病微生物。还有一些在分类学、生理学和经济价值上非常重要的农业微生物，例如：胡萝卜欧文氏菌、植物致病性假单胞菌以及我国正在开展的黄单胞菌的研究等正在进行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也刚刚测定完成。借鉴已经较为成熟的从人类病原微生物的基因组学信息筛选治疗性药物的方案，可以尝试性地应用到植物病原体上。特别像柑橘的致病菌这种需要昆虫媒介才能完成生活周期的种类，除了杀虫剂能阻断其生活周期以外，只能通过遗传学研究找到毒力相关因子，寻找抗性靶位以发展更有效的控制对策。固氮菌全部遗传信息的解析对于开发利用其固氮关键基因提高农作物的产量和质量也具有重要的意义。环境保护微生物基因组研究找到关键基因降解不同污染物在全面推进经济发展的同时，滥用资源、破坏环境的现象也日益严重。面对全球环境的一再恶化，提倡环保成为全世界人民的共同呼声。而生物除污在环境污染治理中潜力巨大，微生物参与治理则是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有机物；还能处理工业废水中的磷酸盐、含硫废气以及土壤的改良等。微生物能够分解纤维素等物质，并促进资源的再生利用。对这些微生物开展的基因组研究，在深入了解特殊代谢过程的遗传背景的前提下，有选择性的加以利用，例如找到不同污染物降解的关键基因，将其在某一菌株中组合，构建高效能的基因工程菌株，一菌多用，可同时降解不同的环境污染物质，极大发挥其改善环境、排除污染的潜力。美国基因组研究所结合生物芯片方法对微生物进行了特殊条件下的表达谱的研究，以期找到其降解有机物的关键基因，为开发及利用确定目标。极端环境微生物基因组研究深入认识生命本质应用潜力极大在极端环境下能够生长的微生物称为极端微生物，又称嗜极菌。嗜极菌对极端环境具有很强的适应性，极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性，加深对生命本质的认识。有一种嗜极菌，它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活，而人类一个剂量强度就会死亡。该细菌的染色体在接受几百万拉德a射线后粉碎为数百个片段，但能在一天内将其恢复。研究其DNA修复机制对于发展在辐射污染区进行环境的生物治理非常有意义。开发利用嗜极菌的极限特性可以突破当前生物技术领域中的一些局限，建立新的技术手段，使环境、能源、农业、健康、轻化工等领域的生物技术能力发生革命。来自极端微生物的极端酶，可在极端环境下行使功能，将极大地拓展酶的应用空间，是建立高效率、低成本生物技术加工过程的基础，例如PCR技术中的TagDNA聚合酶、洗涤剂中的碱性酶等都具有代表意义。极端微生物的研究与应用将是取得现代生物技术优势的重要途径，其在新酶、新药开发及环境整治方面应用潜力极大。

微生物论文>>巧塔桥助达标19世纪德国教育学家第斯多惠认为：“一个坏教师奉送真理，一个好教师则教人发现真理。”这是很有道理的，因为学习是复杂的思维活动，是在教师引导下不断提出问题、分析问题和解决问题的过程。因此，在教学过程中，教师应根据学生实际，积极创造条件，巧妙搭桥，帮助学生达标。巧设疑，搭好兴趣—思维之桥课堂提问是教学活动中的重要形式，是师生感情交流的纽带，是课堂教学中信息反馈的主要途径。同时，也能诱发学生学习兴趣，启迪其思维，有助于达到教学目标。好的提问是启发学生思维的“激活酶”，强化记忆的“催化剂”。在讲授某一内容伊始，可先用适当有趣的事物来设置疑问，以诱发学生急于解疑的思维活动，引起他们强烈的学习欲望。例如，在讲授线形动物门——蛔虫时，学生对蛔虫比较熟悉，可是教师提出：蛔虫体积这样大，怎么能在人体内寄生呢？人体小肠分泌的消化液为什么不能将其消化吸收呢？这些问题对学生来说是陌生的。抓住学生熟悉但又不完全了解的事物，提出问题，设置悬念，可收到良好的教学效果。课堂问题设计成功与否，关键在于了解学生，掌握教学内容、目标，从而设计出不同的提问形式。所设计的问题要严谨，有针对性、灵活性，能引起学生的注意和思考，激发其兴趣，启发其思维，才能真正帮他们高效达标

面包细菌检测微生物论文

为了更好的提高微生物食品的安全性，对微生物的检验技术的发展就变得十分的重要。下面是我为大家整理的食品微生物论文，供大家参考。

【论文关键词】：食品微生物实验教学实验开放管理

【论文摘要】：食品微生物实验教学中,本文从精心选择实验内容,有效组织管理实验教学,引进综合考评机制并加强开放管理实验室方面进行思考和总结 ,以期确保实验课安全、有序、成功的完成,达到教学目的。

实验教学是高等教育教学活动的重要环节。通过实验课不仅可以加深学生对课堂内容的理解,巩固已学到的理论知识,而且能够培养学生理论联系实际的能力、分析问题和解决问题的能力,对于活跃思维、提高创新能力起着积极的作用。

食品微生物学是食品专业学生必修的专业课,是普通微生物学的延伸。食品微生物学是一门实践性和应用性较强的学科,它要求学生在系统学习基础理论知识的基础上,掌握食品微生物学检测技术、分离纯化技术、鉴定技术、发酵食品的制备技术、食品加工与保鲜技术以及现代分子微生物学实验方法等。通过食品微生物实验教学培养出不仅具有丰富理论知识,而且能掌握现代生物技术并熟练操作的高技能人才。

如何加强食品微生物实践教学的组织指导,如何调动学生的积极性,提高实验教学效果一直是我们关注和探索的问题。下面简单谈一下我们在食品微生物实验教学中遇到的问题,解决的方法和对一些问题的思考。

1 精心选择实验内容,调动学习积极性

随着食品工业和微生物检测技术的迅速发展,食品微生物学及其实验课的内容也不断扩展,而实验课既受理论课内容进度的限制,又受课时及实验室等客观条件的限制。要在有限的课时内,系统、科学地完成食品微生物所有的实验项目是绝对不可能的,这就要求我们实验教师在掌握微生物学教学大纲的前提下,结合现代科技的发展和食品微生物的研究动态,精心设计实验课教学体系,合理选择实验项目。

选择实验内容,我们由浅入深,由感性到理性。首先要求学生对食品中常见细菌、酵母菌、霉菌、乳酸菌进行观察,掌握其性状特征和培养生长条件。学会识别哪些是有益菌,哪些是有害菌,利用有益菌的代谢活动制造更多的发酵产品,提高食品的质量,同时防止有害菌引起食品腐败变质以及食物中毒。其次选择有代表性的发酵食品作为实验内容,使学生了解利用微生物生产发酵食品的整个过程,通过这些实验使同学们对食品发酵有一个总体印象,并能举一反三。最后对不同的食品和发酵食品设计实验,让学生掌握食品微生物学检测技术、分离纯化技术、鉴定技术。并在课堂上结合自己的科研成果和食品研究热点介绍食品工业发展的前沿动态。

实验设计过程中,不仅有验证性实验,更多地引进了综合性和设计性实验,学生分成几人一组,让学生从实验设计,自己选择原材料,准备实验材料,试剂的配置,培养基的制备和灭菌等都由学生自己完成,最后写成规范的实验报告。学生对此积极性很高,甜酒酿、酸奶、腐乳等都是同学们喜欢并制作的发酵食品。在这个过程中学生将所学内容贯通,并熟悉掌握各个环节的操作步骤,这对学生将来步入社会,在工作岗位上独立开展工作都会有很大的帮助。

2 强化基础技能的训练,有效组织管理实验教学

食品微生物学是在掌握微生物的基本实验技能的基础上开展的,学生无菌操作观念的培养、正确使用、掌握微生物的实验仪器,如光学显微镜、灭菌消毒器械等都非常重要。但基于很多原因,学生的这些基础技能还是很薄弱,所以我们在进行食品微生物的每一个实验的每一个步骤中只要涉及这些基础性的知识,都会给予强调,亲自演示。

学生微生物基础技能培养和形成,不是一两堂课能完成,也不是单单有老师演示后学生就可以掌握,必须让学生每人亲自动手。但在实际教学过程中,由于学生人数的增加,硬件等条件限制,人手一套实验器材不现实,那么在有限人力、有限资源情况下,使每一位同学都能动手操作并熟悉实验过程,有效组织和管理实验教学过程就尤为重要。

(1)首先任课教师和实验技术人员充分做好预实验,对实验的关键步骤和关键操作点都做到心中有数,在授课过程中有重点地强调,并分析某步骤出现问题可能会出现的结果。

(2)每次实验之前任课教师和实验技术人员就实验进行积极的沟通,不仅对实验准备的物品和材料沟通,更要对实验的组织过程协商。

(3)在实验过程中则需要任课教师和实验技术人员相互协作,并充分发挥学生班干部和小组长的作用。课堂理论教学课和实验课最大的区别在于,实验课更注重学生的动手参与,以及实验过程出现问题发现问题的及时解决。 (4)教师要严于律已,教师要严格要求自己,实验过程中耐心指导,热情帮助,回答好学生提出的每个问题,并随时纠正不正确或不规范操作。

3 加强实验课考核,引进综合实验考评

实验课的成绩给定,往往包括实验课出勤率和实验报告成绩两方面综合。所以首先就要求教师认真考勤,只有学生的出勤率有保证才能有效地组织教学活动。其次,要求实验报告书写规范,详细完成实验报告,对实验结果进行讨论,实验失败要分析原因。同时教师也对实验报告认真批改,实验报告是对实验的总结,也是对实验课质量高低的检验。通过对实验报告的批改,可以发现学生的实验操作能力和观察分析问题的能力。

实际教学中,实验报告雷同和抄袭的现象比较多见,为综合考评学生实际动手能力和对实验技能的掌握,建议今后引进期末的综合实验考评:即将各个试验项目设计成不同的实验题目,让每个学生随机抽取并在有限的时间内独立完成操作,视完成的情况给予评分。比如:“食品中常见菌类的平板培养”考察了无菌操作、培养基的制备,对食品中常见菌类平板接菌技术;“食品中常见菌类的形态观察”考察了革兰氏染色,各真菌形态辨别等。在进行具体考核过程中,可把每个考核的内容进行量化定出详细的评分标准,根据学生的每一个操作环节现场打分,并对同学进行现场提问,让学生进行答辩。

4 有计划推进实验室的开放加强实验室开放管理

微生物实验室的开放是对食品微生物实验课的有益补充,能强化、巩固、提升对食品微生物课程内容的理解,我们鼓励学生设计和开发自己的科研项目,而且学校有很优厚的资金加以支持。但是开放实验室不是无条件的,有时因实验操作不当引起的安全隐患是很严重和难以预料。因此实验室开放时管理须给予加强。

建立科学的管理机制,利用校园网建设实验网站,公布开放实验项目的题目、时间和地点,供学生选择和预约。

专人负责学生的科研队伍,对菌种、标准品、和学生用到的有毒有害物质要有专人负责,注意保管,不随意丢弃,做好无害化处理。对使用仪器学生做好使用登记,实验物品注意清洗、归还、交接。

总之,食品微生物实验课,只有提高对实验教学活动的认识,精心选择实验内容,合理有效组织和管理实验过程,并加强实验课的考核,在此基础上,推进实验室对学生的开放,加强开放实验室的管理,就能确保实验课安全、有序、成功的完成,达到教学目的,也使学生真正有所收获。

参考文献

[1] 赖建平.从培养学生创新能力入手加强化学院食品微生物学实验教学改革[J].广东化工,2007,2:77～79.

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[论文关键词]：食品微生物教学改革多媒体课件

[论文摘要]：针对食品微生物学课程教学，文章从教学内容、教学手段、教学方法和成绩考核标准等几个方面进行了探讨，为食品微生物教学改革提供了新的思路。

食品微生物学是一门研究与食品有关的微生物的科学，通过对微生物的基本知识、基础理论和基本实验技能的教学，使学生能辨别有益的、腐败的和病原的微生物，从而在食品制造、保藏过程中，充分利用有益微生物，控制有害微生物的活动，以防止食品的变质[1]。该课程内容多，涉及面广，技术性实用性强，是食品专业的专业基础课程。在教学中，除重视基础理论知识、基本操作技能的传授外，也注重了培养学生分析问题、解决问题的能力，做法和体会如下：

一、变学生被动为主动，变换教学立场

教师的备课不是简单的“背课”[2]，是在对教学内容熟悉的基础上，优化内容，根据食品微生物学知识体系的要求合理分配教学时间，增加学生在课堂上的参与和主动，启发引导学生完成学习任务，充分发挥教为主导，学为主体的作用。要改以往课堂以教师讲为主，学生被强迫坐于课堂，不能也不敢出声的传统教学模式，做到让学生“动”起来，让学生自身主动地进入到学习状态，增加学习兴趣，提高学习效果。

如“食品微生物学”与“生物化学”等课程相互渗透、相互联系，在授课时间上有前有后，为了避免相近课程某些内容重复，我们进行了授课内容的优化。对于先修课程生物化学，已讲过“物质代谢”内容，则以学生为主角，让学生课下查阅资料丰富相关知识尤其是一些科研论文(这样可以启发学生发现更多问题)，然后课堂向教师提问的方式来完成这部分教学内容。教师要根据学生提问的难易做到由浅及深地回答，帮助学生回顾已忘或还未掌握的内容。学生在提问时，允许学生充分发挥想象;老师答疑时要尽可能多联系一些日常生活的实例和本学科当前研究的最新进展，用简练、幽默、易懂的语言回答相关问题，这样既丰富了学生知识，又调动了学生积极性和趣味性，让学生在课堂上能够感觉到自己是课堂主角，要发挥主角作用。

二、善于利用多媒体教学资源

传统的板书加挂图的食品微生物教学模式已远远不能满足当今学生的信息量。计算机辅助教学成为当今教育科学及教学手段的重要组成部分[3]。多媒体技术应用于食品微生物教学中，使教学效果前所未有的提高。首先，多媒体技术使直观教学成为可能。将微观世界在课堂上生动再现，其效果胜过任何语言的描述。其次，多媒体提供的信息量远远大于传统教学模式。课堂上学生可以观看多幅图片，阅读多篇教学材料，这个数量可以是传统教学的几倍。第三，多媒体将多种教学资源进行了整合，提供了多种教学方法，如课件、动画、相关网络声像资料及新闻报道等。

食品微生物学，不仅内容丰富，涉及面广，发展迅速，而且个体微小，学生对它的认识远不如对宏观事物，再加上其营养方式、遗传类型多种多样、代谢机制错综复杂，学生往往感觉其知识繁琐、抽象和难以理解。针对这种情况，将多媒体技术应用到微生物学课程的教学，受到了学生的普遍欢迎。通过flash动画、PPT课件、高清晰显微照片、动态显微录像等CAI教学软件，使微观世界宏观化、教学内容形象化[4]。例如，把细菌、真菌、病毒的显微世界以色彩丰富、直观清晰、生动形象的三维画面或科教电影形式展示给学生，以动画的形式表现出细菌鞭毛的运动、T偶噬菌体的增殖、主动吸收的方式、细胞的分裂过程等内容。不仅激发了学生的学习兴趣，有助于学生的理解与接受，而且可突破教学中的难点，加大教学的信息量，提高讲课的效率。

三、采取形象化教学形式

在实际教学过程中要注重知识的逻辑性和系统性，强化抽象理论与具体实例结合，增加学生对抽象理论的感性认识和接受能力。食品微生物学主要讲解了微生物在食品生产、贮运及销售过程的利害影响，但由于微生物的自身特性，我们很难就只有显微条件下才能观察到的细小生物让其形象化，宏观化。虽然多媒体已经在此方面有了很大改善，但要做到与具体实例联系更加紧密，更加强化学生的感性认识，我们必须借助实际生产、生活中的例子来实现形象化教学。如，上课时我们将一些常见的白酒、红酒、酸乳、面包、酱类等发酵食品带入课堂来讲授微生物在发酵食品中的应用，并且通过与实验紧密结合，开展发酵酸乳来增强学生对微生物利用的认知，让学生自已亲自动手制作酸乳，品评自已的劳动成果，便于理解和掌握教学内容重点。再如讲到微生物对食品的危害时，我们选用了一些发霉的粮食、发霉的马铃薯以及发臭的肉和罐头等进入课堂，这样在理论讲解时有现实的例子，无论从教师的讲授还是学生掌握都因有了宏观感性认识而变得轻松容易。

四、调动学生兴趣，培养创新能力

兴趣是学习的动力，也是创新的动力，创新的过程需要兴趣来维持。教育学家乌申斯基说：“没有丝毫兴趣的强制学习，将会扼杀学生探求真理的欲望。”[5]食品微生物课堂教学中要注重培养学生的学习兴趣，养成学生良好的学习习惯，为学生创造性学习奠定基础。那么如何在微生物教学过程中做到调动学生兴趣，培养创新能力呢?我们主要从三方面来做起。第一，因材施教。学生的个性差异和智力发展情况各不相同，因材施教，对不同层次的学生实施不同程度的思维能力和创造能力，对不同层次的学生要有不同的评价标准和不同的目标要求。第二，以“新”为轴，调动学生学习兴趣。教学中突出“新”的理念(即运用新思想，联系新理论，列举新课题等)，在激发学生的学习热情，培养提出问题，解决问题的能力，积极参加各种学术讨论会，大胆提问等方面都无疑会起重要作用，同时还赋予学生宝贵的创新思维。第三，多样化传授知识。改传统课堂教学模式，引入食品中微生物变化的课外观察，自行了解微生物的生长变化;鼓励学生课堂提问，学生课外查阅资料课堂以报告会形式进行教学内容讨论;积极开展相关实验，引入校园河水中微生物检测实验，培养学生自行设计安排和完成实验的能力。

五、强化实验教学，重视动手能力

食品微生物学是一门实验性、技能性很强的专业基础课，这一学科的在校大学生踏上工作岗位前，普遍存在动手能力较差、实验技能欠缺的问题。充分利用现有的力所能及的各种条件,加强实验技能培训，是最快捷有效的弥补方法。

(一)课堂实验

食品微生物实验课开始时，讲明实验目的、要求、步骤和注意事项，努力使实验成功的要求变成学生头脑中的指令，使每位同学都全神贯注地投入到实验当中去。从最基本的操作技术做起，抓住实验课上一切可以利用的机会，采取多种形式强化基本技能。具体如下：

最初，教师进行实验目的、要求、步骤和注意事项的详细讲解。

其次，以多媒体的形式将预先录制的实验过程向学生播放。这样既可以回顾理论教学内容加深实验印象，又可使学生初步了解实验过程、实验步骤及实验中的关键操作，帮助掌握实验技能。

再次，教师与学生同时进行实验操作。这样进行实验，学生在观看了录像后对部分仍不明白或是记忆不清楚的地方可以通过教师演示与他们实验的同步，进行实验信息交换，从而让学生能够最短最及时最迅速地掌握正确的实验技能。

最后，进行实验总结，认真完成实验报告的写作和批阅，从中找出问题并进行集中答疑，进一步修正学生实验中的错误。

(二)课外实验

不定期安排学生在课外做些简单实验或集中安排学生课外进行实验技能训练。如在讲微生物腐败变质时安排学生课外取一空矿泉水瓶内装入校园河流中比较清澈的水，然后进行封口存放，直至水质变化产生腥臭。让学生通过这种现象来强化课堂所学内容，起到了良好教学效果。再如集中学生利用课余时间进行校园河水中微生物检测实验，让学生以小组为单位独立完成从实验设计到完成检测报告一系列工作，并且最后进行结果评比。这样不但丰富了学生课余生活，而且还调动了学生的学习积极性，提高了学生的实际动手和综合运用知识的能力。

六、建立适合当代大学生的考核机制[6]，正确评定学生成绩

实行理论和实验考试分离，突出实验，综合评定的考试模式。改以往教师授课内容为蓝本，学生考前背，考后忘的非正常态考试模式。将理论考查内容面放宽加大，强调与实际食品生产的联系，将知识点以命题形式溶入现实生活，做到“学以致用”。实验考试采用笔试和操作各占一半的命题形式，做到实验理论和实验操作并行，要求学生在规定时间内完成两部分命题，达到理论、操作都掌握的目的。实验笔试以实验基本原理和关键操作步骤为主要命题范围，实验操作以抽签形式定，内容均为食品微生物必须掌握的实验内容，如显微镜观察、细菌染色、细菌计数等。最后学生成绩由理论和实验两部成绩再结合平时的课堂提问及实验情况进行综合评定，给出学生一个公平公正科学的考核成绩。通过这种模式考试既要求学生掌握了食品微生物的相关理论知识，又培养了学生的实验操作技能，为以后的实际工作打下了坚实基础。

实践证明，我们进行的食品微生物课程教学改革的大胆尝试是成功的。教学内容的丰富更新、教学手段的现代化，考核机制的客观化，不仅提高了教学质量和教学效果，而且激发了学生的学习兴趣，拓宽了学生的知识面，增强了学生的动手能力，适应了现代社会对人才培养的要求。

参考文献

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[5]叶丹玲，如何在微生物教学中培养学生的创新意识[J]，宁波工程学院学报

摘要：随着人类社会的进步，食品安全已经成为世界性的公共卫生问题，不仅影响到人类的健康，而且关系到国家的安全及稳定，大力发展科学技术，研究新检验方法，快速推广普及有效检测技术越显重要。本文介绍了免疫检测技术、分子生物学方法、快速测试片法、电阻电导测定法四方面的检测方法，并评述了他们的特点。随着生物等新技术新方法在食品微生物检验领域应用，文章对近几年食品微生物检测技术和方法进行介绍，这样做有效的提高了检测效率和检验速度。

关键词：检测方法;微生物

0 引言

随着人们现代科学技术的发展，“细菌门”、“福寿螺”、“毒饺子”等名词的出现，食品安全问题越来越受到人们的重视，根据WHO统计，全球每年有近15亿人感染食源性疾病，其中70%是食品中致病微生物污染引起的。各个环节中都有污染微生物的可能，包括食品生产、加工、储存、运输、销售等，目前，微生物对食品的污染问题成为人们关注领域。

1 食品微生物分类及命名

微生物并不是生物学分类学上的专门名词，而是对所有形体微小，单细胞的或个体结构较为简单的多细胞的、甚至没有细胞结构的低等生物的统称。其群体非常庞杂，种类繁多，包括细胞型和非细胞型两类。凡具有细胞形态的微生物称为细胞型微生物。细胞型微生物按细胞结构又分为原核微生物和真核微生物。

2 食品微生物检测技术及方法

免疫检测技术———酶联免疫吸附剂测定法 (ELIsA)[1]

免疫学是研究生物体对抗原物质免疫应答性及其方法的生物-医学科学。免疫应答是机体对抗原刺激的反应，也是对抗原物质进行识别和排除的一种生物学过程。现代免疫学将“免疫”定义为：机体对“自己”和“异己”识别、应答过程中所产生的生物学效应的总和，正常情况下是维持内环境稳定的一种生理性功能。

酶联免疫分析法(ELIsA)是食品检验中应用的主要免疫检测技术。它的中心就是让抗体与酶复合物结合，然后通过显色来检测。具体说就是使抗原或抗体结合到某种固相载体表面，即与某种酶连接成酶标抗原或抗体，这种酶标抗原或抗体既保留其免疫活性，又保留酶的活性。在测定时，把受检标本(测定其中的抗体或抗原)和酶标抗原或抗体按不同的步骤与固相载体表面的抗原或抗体起反应。用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与其他物质分开，最后结合在固相载体上的酶量与标本中受检物质的量成一定比例。加入酶反应底物，底物被酶催化变为有色产物，产物的量与标本中受检物质的量直接相关，可根据颜色反应的深浅来进行定性或定量分析。

分子生物学方法

核酸探针法[2] 核酸探针是将已知核苷酸序列

DNA片段用同位素或其他方法标记，加入已变性的被检DNA中，在一定条件下即可与该样品中有同源序列的DNA区段形成杂交双链，从而达到鉴定样品中DNA的目的，这种能认识到特异性核苷酸序列有标记的单链DNA分子就称为核酸探针或基因探针。与免疫学方法相似，探针也需要附加适当标记。以往研究的探针技术要使用放射性同位素，只在专门的实验室使用，而现在较热门的技术是以核酸杂交为基础的第二代技术一—比色计。该方法依赖核糖体RNA(tRNA)发育中储存的核酸成分进行检测。这种天然富含rRNA标靶序列的使用使得无辐射检测成为可能，同时又保持了与放射性同位素方法相当或者更高的灵敏度。总体说，核酸探针技术是一种较为理想的技术，特点是敏感、特异、简便、快速，缺点是一种菌就需要一种探针，目前尚未建立所有菌种探针，该技术还有待进一步发展，再者就是检验费用比较昂贵。

聚合酶链反应法(PcR方法)[2] 聚合酶链反应 (PCR)PCR是美国科学家Mllllis于1983年发明的体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。又称为基因体外扩增法，是一种体外选择性扩增DNA或RNA的技术。该方法通过对人工难以培养的微生物相应RNA或DNA片段扩增，检测扩增的产物含量，从而快速对饲料中致病菌的含量进行检测。PCR技术可直接检测样品中痢疾杆菌，大肠杆菌、乳酸杆菌、肉毒梭菌等。

快速测试片法快速测试片法是利用无毒的纸膜、纸片、胶片为培养基载体，快速、定性和定量检测试纸和胶片的食品微生物检测方法，它是一种集现代化学、高分子科学、微生物学于一体的检测方法。对有些项目的测定，其准确度和精确度高，几乎与标准方法相媲美。其优点：第一，常规法需要时间较长，而且温度要求严格，而测试片操作简单，大大缩短了测试时间，以往许多实验室不能实施，不能达到及时检测的目的。第二，快速测试片可以在取样时同时接种，防止延长接种时间时由于细菌繁殖造成的数量增多，结果更能反映当时样本中真实的细菌数。第三，测定少量样品，不需配试剂，价格低廉，可随时进行，便于运输，携带方便，易于消毒保存，操作简便快速。

电阻电导测定法电阻电导测定法原理是：在细菌生长繁殖期间，将大分子物质(蛋白质、糖类等)分解成有机酸、氨基酸等带电荷的小分子物质，改变其培养液的导电度。这样，通过电阻和导电度的数值变化，就可推算出样品含菌数。目前已开发出来的电阻电导检测器有：美国Vitek公司生产的Bactometer可适用于检测肉品、乳制品等含菌量;英国推出的Mathus系统，可用来检测牛乳、酿造液、鱼及海产品的含菌量[3]。

3 结束语

随着人们生活质量的不断提高，食品安全问题已逐渐成为世界性公共卫生问题，直接关系到人类的健康。本文中罗列了几个方面的食品中微生物的检测技术，虽然很多技术依然存在一定的问题，有的属于世界前沿，有的还处于发展阶段，但其应用价值日显突出。

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现在，生物技术的发展更是突飞猛进，这必将促成生物检测方法的不断补充和完善。下面是我为大家整理的食品生物技术论文，希望你们喜欢。

食品检测中的生物技术分析

摘要：近年来，食品安全问题得到了全社会的关注，食品检测技术得到了更多的重视，生物技术等新兴的食品检测技术也因此而得到了广泛的应用。文章在简要介绍生物技术的基础上，详细阐述了生物技术在食品检测中的应用，以期为生物技术的发展与应用提供新的思路。

关键词：食品检测生物技术应用

食品安全问题是由于食品中含有毒、有害物质，对人体健康产生危害而造成的公共卫生问题。近年来，食品安全问题已成为人们普遍关注的社会热点问题，引起了政府和公众的广泛重视。目前，国内的食品安全问题的产生既有政府监管不严、制度体系不完全的原因，也有食品检测技术不够科学先进的原因。随着食品工业的快速发展，对食品检测技术提出了更高的要求，传统分析方法难以满足当前食品检测的需要，灵敏度高、特异性强、简便快捷的生物技术逐渐在食品检测领域大放异彩，文章将对此进行详细论述。

一、生物技术概述

生物技术是利用生物有机体及其组成部分，或是利用其组织、细胞、酶来合成、转化、降解，从而实现生产产品等目的的技术。生物技术在食品领域的应用已经有几百年的历史，从最初的面包、酱油生产，如今已延伸到食品领域的各个方面，得到了长足的发展和不断的完善。现代生物技术是建立在细胞生物学等学科基础之上的高科技技术，包括细胞工程、酶工程、基因工程、发酵工程等诸多类技术。细胞工程是以动物、植物细胞及细胞融合技术为基础的一类生物技术，主要用于食品生产;酶工程是通过特定细胞酶来控制食品生产过程中的物质转化;基因工程是通过重组基因来改造食品生物特性，起到生产特殊产品的作用;食品发酵技术如今已发展为发酵工程学，用于预定食品及成分的生产。

二、生物技术在食品检测中的应用

生物技术在食品检测中的应用，表现在食品中微生物、转基因成分等对人体有毒有害物质的检测。例如借助细菌学、血清学方法可以检测食品中是否含有致病菌，但是这些传统生物技术方法操作繁琐，耗时较长，目前应用更多的是操作简便、快捷且精准的生物芯片、胶体金免疫层技术、PCR技术、酶联免疫吸附法、基因探针等生物技术。

1.生物芯片的应用

生物芯片技术是建立在现代生物化学、物理化学、计算机科学等诸多学科交叉的基础上的，检测原理是利用生物分子间的抗原、抗体等亲和反应或碱基对互补杂交，检测、分析样品中的成分。由于生物芯片技术可在小面积内对多种生物分子进行并行检测分析，分析量很大，因而检测效率较高，检测结果具有很好的可比性。

生物芯片包括基因芯片和蛋白质芯片。基因芯片是将基因探针固化在检测工具表面，利用软件分析检测工具与样品间发生的基因杂交信息，从而检测出遗传信息。基因芯片可同时进行定性定量检测，能够快速检测分析大量序列的杂交信息。蛋白质芯片的原理则是利用生物分子间的特异性结合来测定样品成分，具体操作与基因芯片技术类似。基于基因芯片和蛋白质芯片的原理及特点，生物芯片技术通常用于转基因食品、原料、病原微生物的检测。

2.胶体金免疫层技术的应用

一直以来，胶体金免疫层技术在医学领域得到了广泛的应用，近年来逐渐应用于食品检测领域。胶体金免疫层技术具有操作简单、耗时较短等优势，一般需要定性分析或半定量分析，主要用于有害微生物、药物残留、违禁药物的检测。该技术用于有害微生物的检测较多，例如检测食品中是否含有大肠杆菌、沙门氏菌、霍乱弧菌等致病菌，较为常见的检测方法是双抗体夹心法;用于药物残留的检测是通过制得的抗体抗原与药物残留反应来分析食品中是否含有黄曲霉毒素、磺胺类药物、氯霉素等残留;用于违禁药物的检测一般是利用竞争免疫层析法来分析食品中是否含有罂粟碱、吗啡等物质。目前国内应用胶体金免疫层技术仍处于初级阶段，尚未投入广泛的应用，还有待新型免疫层析产品的开发、研制。

技术的应用

PCR技术是上世纪八十年代产生的一种技术，借助体外扩增DNA来实现转基因食品以及病原微生物的检测。传统PCR技术早于1992年便用于病原菌的检测，但直到近年来才得到广泛应用，目前可用于检测沙门氏菌、肠出血性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等。但在实际应用中，传统技术存在一些缺陷，无法定量检测，而且存在死细菌的环境下检测结果不准确，难以检测微生物毒素，因此在传统技术的基础上经过一系列改进和技术融合产生了多种改进的PCR技术，包括实时定量的PCR技术、PCR―DGGE技术、巢式及半巢式PCR技术等。定时定量的PCR技术是在传统技术中加荧光基团来实现实时检测，能够做定量分析，主要应用于检测外源基因污染、病原微生物、掺假量等，例如检测葡萄中的曲霉菌、肉骨粉中的牛羊源成分。PCR―DGGE技术在传统PCR技术基础上结合变性梯度凝胶电泳技术，不仅特异性强，而且敏感度高。巢式及半巢式PCR技术通过设计两对或1对半引物来降低假阳性结果的产生，使检测下限大幅度下降，检测结果通常无需其他方法再验证。

4.酶联免疫吸附法的应用

酶联免疫吸附法是利用免疫或酶促反应来进行食品检测，具有操作简便、特异性强、耗时短、灵活、可批量检测的优势。酶联免疫吸附法用于有毒有害物质的检测比常规培养法耗时少三至四天，而且无需特殊设备支持，结果易于观察辨别，样品易于保存，例如有研究用该法检测牛奶中的沙门氏菌敏感性100%、特异性，检测时间不超过3天，因而广泛应用在黄曲霉毒素等毒素检测、残留药物检测、过敏原检测、生理活性物质检测、转基因食品检测等领域。

探针技术的应用

DNA探针技术利用碱基对结合原理制成DNA探针，能够检测样品中的碱基序列，从而判定样品基因序列。由于该技术操作简便，而且检测结果精确度高，应用十分广泛，通常用于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等检测。DNA探针技术主要有异相杂交和同相杂交两种技术，其关键在于针对检测目标构建相应的DNA探针，只有DNA探针的基因序列具有针对性和特异性，方能取得理想的检测结果。

三、结语

近年来，随着生物技术的发展和进步，其在食品安全领域发挥了越来越重要的作用，在食品检测的各个方面得到了广泛的应用。然而虽然生物技术普遍具有成本低、操作简便、效率高、特异性高等优势，但是在实际应用中各种生物检测技术均存在自身的局限性，需要结合实际需要灵活选择、搭配。为了更好的提高食品检测水平，解决食品安全问题，还需要开发新的生物检测技术和方法，对现有技术方法不断进行优化，这需要相关领域的专家学者持续不懈的努力

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微生物致病菌检测技术浅谈论文

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PCR技术是一种体外酶促合成、扩增特定DNA片段的方法。下面是我整理的关于pcr技术论文，希望你能从中得到感悟!

技术的研究进展

摘要 PCR技术是一种体外酶促合成、扩增特定DNA片段的方法。因其高强的特异性和灵敏度以及检测速度快、准确性好等优点，已被广泛地应用于水产、微生物检测等许多领域。该文从PCR技术的原理及应用方面进行了综述，并对其发展做出了展望。

关键词 PCR技术;研究进展;应用

中图分类号 Q819 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)10-0047-02

PCR(polymerase chain reaction，PCR)即聚合酶链式反应，它是一种体外酶促合成，扩增特定DNA片段的方法。1985年，美国Karray等学者首创了PCR技术，并由美国Cetus公司开发研制[1]。随着科学技术的发展和突破，PCR技术已在多个领域得到广泛地应用，如微生物检测、兽医学、水产养殖等方面。由于该技术具有较强的灵敏度、准确度和特异性，又能快速进行检测，因而其应用领域也在不断延伸[2-3]。随着PCR技术的不断发展，在常规PCR技术的基础上又衍生出了许多技术，如多重PCR(mutiplex PCR)技术[4]、实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative PCR，FQ-PCR)技术[5]、单分子PCR技术[6]。

1 PCR技术原理

PCR技术是根据待扩增的已知DNA片段序列、人工合成与该DNA 2条链末端互补的2段寡核苷酸引物，在体外将待检DNA序列(模板)在酶促作用下进行扩增。PCR的整个技术过程经若干个循环组成，一个循环包括连续的3个步骤：第1步是高温条件下的DNA模板变性，即模板DNA在93~94 ℃的条件下变性解链;第2步是退火，即人工合成的2个寡核苷酸引物与模板DNA链3’端经降温至55 ℃退火;第3步是延伸，即在4种dNTP底物同时存在的情况下，借助TaqDNA聚合酶的作用，引物链将沿着5’-3’方向延伸与模板互补的新链[7]。经过这个循环后，合成了新链，可将其作为DNA模板继续反应，由此循环进行。循环进程中，扩增产物的量以指数级方式增加，一般单一拷贝的基因循环25~30次，DNA可扩增l00万~200万倍[1]。PCR反应的步骤很简单，但是具体的操作是复杂的，如退火温度的确定、延伸时间的长短以及循环数等。因此，不同的反应体系应该确定适当的反应条件，以避免假阴性或假阳性等情况的产生。

2 PCR技术的分类

在传统PCR技术的基础上，根据人们的需要以及各个领域的应用要求，又衍生出很多种类的PCR技术。新技术在各领域广泛应用并逐渐改进，为进一步的研究提供了基础。

实时荧光定量PCR技术

1996年，学者经过研究，在传统PCR技术的基础上，首创了实时荧光定量PCR技术，新技术已经应用至医学领域、分子生物学和其他基础研究领域。实时荧光定量PCR技术基于传统技术的优势，还具有实时性、准确性、无污染，实现了自动化操作和多重反应，是PCR技术研究史上从定性到定量的飞跃[8]。

荧光定量PCR技术最大的特点是能将荧光基团加入到PCR反应体系中，借助于荧光信号，累积实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析[9]。实时监测这一特点是常规PCR技术所不具有的，因为其对扩增反应不能进行随时的检测。常规PCR技术的扩增终产物需要在凝胶电泳等条件下才能进行，无法对起始模板进行准确的定量，而荧光定量PCR技术的反应进程可以根据荧光信号的变化做出准确的判断[10-11]。一个PCR循环反应结束之后，定量PCR仪可以收集1个荧光强度信号，荧光信号强度的变化可以反映产物量的变化情况，这样就可以得到1条荧光扩增曲线[12]。荧光信号在指数扩增阶段，PCR产物荧光信号的对数值与起始模板量之间存在线性对应关系，然后进行定量分析[13]。

多重PCR技术

多重PCR(mutiplex PCR)技术是PCR技术的一种，为同一管中加入多对特异性引物，与PCR管内的多个模板反应，在一个PCR管中同时检测多个目标DNA分子。多重PCR技术可以扩增一个物种的一个片段，也可以同时扩增多个物种的不同片段[14]。

在同一反应体系中，多重PCR技术进行多个位点的特异性扩增时，引物间的配对、引物间的竞争性扩增等会对扩增效果产生重要影响。一方面，如果能选择适宜的反应体系和反应条件，可极大地提高多重PCR的扩增效果[15]。主要包括退火温度、退火及延伸时间、PCR缓冲液成分、dNTP的用量、引物及模板的量等。另一方面，DNA的抽提质量也影响多重PCR扩增效率，如DNA抽提不干净或降解都将影响PCR扩增效果[16]。

单分子PCR技术(SM-PCR)

单分子PCR技术是在传统PCR技术的基础上发展的，基本循环过程相同，但在反应条件、模板数量、DNA 聚合酶选择、引物设计方面具有不同点。该技术是以少量或单个DNA分子为模板进行的PCR[17]。

单分子PCR技术反应中，DNA 模板浓度极低，这就要求模板有较高的质量。因为这是试验成败的决定性因素。在设计引物时，应该严格控制GC的含量和Tm值，同时尽量避免引物间存在可配对序列。在反应混合物模板数极低的情况下，若引物之间存在少量配对序列，扩增时极易形成二聚体，使反应无法进行，得不到所需要的产物[18]。由于单分子PCR技术反应的变性温度(96~98 ℃)大多比常规PCR技术(94 ℃)略高，因而对DNA 聚合酶热稳定性的要求也更加严格，需要有较好的热稳定性，以防止温度过高而使其失活。其变性时间(5~15 s)、退火时间及延伸时间也短于常规PCR技术[17]。

3 PCR技术的应用

PCR技术在水产上的应用

基因表达是检测某个基因在不同发育期或不同组织中的表达量变化，或受到某种试验处理过程中的影响而出现表达量变化的情况。有学者应用real-time PCR技术研究碳水化合物含量对翘嘴红鲴糖代谢酶G6Pase、GK以及PEPCK表达量的影响[19-21]，研究结果可为翘嘴红鲴饲料配方中的最合适糖含量提供理论依据。孙淑娜等[22]研究叶酸拮抗剂对斑马鱼心脏发育相关基因BMP2b及HAS2表达的影响，表明叶酸拮抗剂对早期胚胎的心脏发育影响较大，可导致斑马鱼心脏发育延迟及心脏形态异常，并下调斑马鱼心脏发育相关基因BMP2b及HAS2的表达，这可能是叶酸生物学活性受抑后导致心脏发育异常的机制之一。Sawyer et al[23]以斑马鱼的未受精卵、胚胎、仔鱼和成鱼为研究材料，采用实时荧光定量PCR技术，检测了P450aromA和P450aromB在不同组织的表达量，表明在各组织中均有2种基因的表达，但表达量显著不同，呈现组织特异性。

PCR技术在微生物检测上的应用

1990年，Bej et al[24]在利用多重PCR的方法检测了Leg-ionella类菌种和大肠类细菌，其结果是通过点对点方法固定的多聚dT尾捕捉探针和生物素标记的扩增DNA进行杂交来检测的。张志东等检测口蹄疫病毒(FMDV)持续性感染的带毒动物，表明实时荧光定量PCR技术具有快速检测、准确、客观等优势，较优于传统的检测方法[25-26]。Metzger-Boddien et al[27]对PCR-ELISA的方法进行了评价，结果显示，样品中沙门氏菌的检出率可以达到98%。

4 展望

传统PCR技术以及衍生出来的新型PCR技术自面世以来，已被广泛应用到生命科学的各个领域。随着技术方法的不断改进与完善，荧光定量PCR技术将会逐渐完善并广泛应用。多重PCR技术在食品病原微生物、非致病微生物及环境微生物检测中具有重要作用;未来的研究主要集中在去除食品抑制因子干扰、改进样品前处理技术等方面，其次是整合应用多重PCR与其他技术，必将在未来食品微生物检测中有非常好的应用前景。

5 参考文献

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[27] METZGER-BODDIEN C，BOSTEL A，KEHLE for analysis of food samples[J].J Food Prot，2004，67(8)：1585-1590.

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微生物菌肥的应用及研究进展论文

越来越多的年轻人加入到这个行业，有机肥行业能带来更多的就业，甚至带出了新的行业和就业人群的出现。有机肥前景较好，但一些问题待政策支持。发展有机肥是真正的社会主义循环农业，是真正的共产主义事业，目前全国普遍采用化肥和农药的种植模式，这使得农民与土地之间已经无需培养感情，汗水被药水代替，有机肥被化肥代替。有机肥虽然在使用和运输上成本比化肥多，但是最终优化植物生长却是最小的投入。农民、果农、园艺等种植户以最节省时间和金钱的，也是最利于环境的。有机肥市场混乱，生活垃圾（餐厨）、淤泥有机肥这两种对生产工艺要求很高，不建议使用这种发酵原料。恶臭等其它问题也是难题。化肥是重要的农业生产资料，是粮食的“粮食”。化肥在促进粮食和农业生产发展中起了不可替代的作用，但目前也存在化肥过量施用、盲目使用等问题，带来了成本的增加和环境的污染，亟须改进施肥方式，提高肥料利用率，减少不合理投入，保障粮食等主要农产品有效供给，促进农业可持续发展。为此，农业部制订《到2020年化肥使用量零增长行动方案》。

微生物肥料俗称细菌肥料，简称菌肥。它是从土壤中分离出的有益微生物，经过人工选育与繁殖后制成的菌剂，是一种辅助性肥料，应用于农业生产，统称为农用微生物菌剂。施用后通过菌肥中微生物的生命活动，借助其代谢过程或代谢产物，以改善植物生长条件和农产品品质，尤其是营养环境。如固定空气中的游离氮素，参与土壤中养分的转化，增加有效养分，分泌激素刺激植物根系发育，抑制有害微生物活动等。制品中活微生物起关键作用。

截至2020年5月底，前瞻在农业农村部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心查询到的微生物微生物肥料产品登记证为7246个。其中微生物菌剂产品登记数量3315个，占比;生物有机肥产品登记数量2205个，占比;复合微生物肥料产品登记数量1399个，占比。

产品登记数量快速上涨前景可期

根据农村农业部的调查，2015年底，累计批准颁发微生物肥料产品登记证2398个。截至2020年5月底，前瞻在农业农村部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心查询到的微生物微生物肥料产品登记证为7246个。四年半的时间我国微生物化肥的产品登记数量快速上升，年均复合增长率达到。

截至2019年底，已有15个省(区、市)宣布辖区实现化肥使用量负增长。与化肥使用零增长、负增长相关的政策接二连三。2019年，《土壤污染防治法》实施，化肥过量和不合理使用导致土壤退化的行为被纳入法律层面受到监管。

我国微生物肥料产业已跨入科技创新最为迫切的时期，选育新功能菌种、研发新产品、拓展新功能是未来产业发展目标。确立以微生物肥料产业发展目标和国家需求为导向，以源头创新与重点新产品创制为核心内容，以重点龙头企业为创新主体、产学研相结合交融为平台的科技创新发展思路。在技术产品的研发上，应集中力量突破微生物和生物功能物质筛选与评价、高密度高含量发酵与智能控制、新材料配套增效应用、功能菌与微生态因子互作机制及其调控、障碍因子生物修复等关键技术，研发应用高效稳定的绿色新产品。预计到2020年，年总产量比现在翻一番，可望达到3000万吨，产业发展前景广阔。

——更多数据来请参考前瞻产业研究院《中国化肥行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》。

木霉菌微生物肥料是一种在合理配比的有机肥中植入木霉优良菌株制备而成的新型肥料。由于木霉菌微生物肥料中的有机物既是肥力的基础，又是木霉的培养基质，故木霉菌微生物肥料在为作物提供营养元素的同时，又能发挥其促生和防病的功能。因此，选用具有显著拮抗和促生作用的木霉菌株生产木霉菌微生物肥料，是木霉生防及促生作用应用的有效途径之一。关于木霉菌微生物肥料的应用效果，国内外研究报道较多，归纳总结如下：王慧中等（2000，2002）将植入合理配比的有机物中，制备成有机菌肥施用于马铃薯和白菜，结果表明，与不加的对照及常规肥相比，马铃薯和白菜的产量显著提高，增产效果明显。刘云龙等（2002）用活孢子制剂在辣椒移栽时对田间土进行处理，辣椒产量比对照增加了12%～15%。刘枫（2004，2005）应用木霉发酵液对玉米、包菜和黄瓜进行叶面喷施，结果表明，木霉处理能够促进玉米、包菜和黄瓜的营养生长，且显著提高产量。其中，施用木霉发酵液每公顷玉米增加产值超过700元。孙冬梅等（2010）研究表明，施用菌混剂后，番茄植株和果实可溶性糖含量增加。随着生物菌肥的归还，土壤中相应的细菌数量增加，霉菌数量下降。研究还指出，土壤中细菌对保持土壤自净能力与分解土壤中速效养分非常有利，添加木霉的生物菌肥可以改善土壤的理化性状，使土壤的有机质含量、养分含量增加。Prakash等（2010）研究发现，利用生产的腐殖酸对高粱的促生长作用比人造腐殖酸和空白对照明显好。李栎等（2012）报道， TL-1 对辣椒和番茄均有显著促生长作用，盆和3g/盆用量可分别提高植株干重46%和150%以上。Molla（2012）研究了木霉菌微生物肥料对番茄生长发育及果实产量的影响，即在番茄移栽时分别用 T22家用/厨房垃圾堆肥（×103cfu/g）和 T22液体发酵液（×106cfu/mL）处理试验田和番茄苗。堆肥用量680g/m2，液体发酵液用量5mL/株。结果显示，在营养生长期，木霉菌微生物肥料能促进番茄苗的生长，体现在株高增加和枝、叶数量增多，增加植株干物质重量； T22家用/厨房垃圾堆肥能明显促进番茄果实增产，增产率达200%，而 T22液体发酵液处理增产不明显。表明木霉菌微生物肥料可以作为潜在的生物肥料提高番茄的产量和质量。但也有研究表明， DB103使番茄果实中钙、镁含量降低（Nzanza et al.，2012）。产生这种结果的原因可能是番茄根区的离子交互作用影响了这些营养素的传递。康萍芝等（2013）报道， T30-3制剂促进番茄植株生长，通过生物制剂处理的番茄株高、茎粗均比对照明显增加，番茄植株长势良好，施药后30 d、55 d时，株高比对照平均增加～，茎粗平均增加～。

结语

随着人们生活水平的提高，绿色有机产品越来越受重视，给有机菌肥的研发及应用提供了发展契机。如美国等西方发达国家已放弃使用化肥，改用有机肥来种植大豆、玉米等农作物。木霉作为一种有益真菌，能够对植物的生长产生明显的影响。它能产生植物毒性成分抑制植物生长，也能活化土壤中的难溶物质（磷、钾及微量元素），补充植物生活环境中的营养，并能通过根际定殖和产生激素促进植物生长。因此，木霉菌适用于微生物肥料的开发利用。

目前，木霉菌用于微生物肥料的类型主要是农用木霉菌剂和木霉菌微生物肥料。农用木霉菌剂开发利用的时间较早，常用的剂型包括粉剂和颗粒剂。而木霉菌微生物肥料是一种在合理配比的有机肥中植入木霉优良菌株制备而成的新型肥料。这种新型肥料，既源于传统有机肥又高于传统有机肥，既完全不含化肥又具备化肥的优点，属于多效有机菌肥。作为一种新型的、干净的能源，木霉微生物肥料的研究和应用将会不断地深入、加强和推广。

自从有了化肥以来，农作物产量得到了显著提高，为了确保高产，平均每亩土地需要的氮肥用量从最初的十几千克发展到现在的30～40千克或者更多，而化肥利用率却仅有40%左右。这既增加生产成本，又影响农产品质量，更破坏土壤团粒结构，损害农田生态环境。木霉菌微生物肥料的推广和应用，可以改变农业使用化肥结构，对节约化肥资源、发展有机农业和促进农村经济发展具有重要意义。