微生物的培养与应用

微生物的培养与应用范文第1篇

关键词：微生物高细胞密度 食品添加剂 应用

引言

目前，微生物高细胞密度培养技术已经发展为生物化工领域的重点研究课题，也是微生物技术生产的核心技术。微生物高细胞密度培养技术具有很多优点，它可以缩短产品生产周期，降低企业生产成本，减少设备投资。通过对微生物高细胞密度培养技术的研究，充分了解微生物的生产特性，进而提高微生物产品生产率。通过技术的革新，提高生产水平，促进食品添加剂行业的发展。

一、微生物高细胞密度培养技术研究

1.影响高密度细胞生长的因素

微生物高细胞密度培养技术是生物工程中的一项新技术，实现高细胞密度培养需要调解影响细胞生长速度和生长周期的制性因素。在高细胞密度培养过程中，影响细胞培养的因素主要包括限限制性底物、生长抑制性物质、溶解氧、发酵液流变学特性等等。

在高细胞密度培养过程中，要满足高细胞密度的新陈代谢和生长需要，我们需要在细胞内加入高浓度的底物，为细胞生长提供营养需要。从目前阶段的细胞培养来看，多数情况的底物采用甘油作为碳源，从而减少细胞培养过程中产生的乙酸，从而提高细胞密度。

在高细胞密度培养过程中，细胞的新陈代谢出现许多副产物例如乙酸、乙醇等等，这些副产物对细胞的生长和细胞浓度具有很强的抑制性作用。在培养过程中，如果乙酸浓度过高，培养皿内的大肠杆菌就会停止生长，因此，如果通过生物技术维持较高的溶解氧浓度，可以维护高细胞浓度的生长。

高细胞密度经过发酵的过程，由于细菌的生长，菌体体积会发生变化。在发酵体系培养过程中，会存在气、液、固三种形态的变化。而且菌体的变化会影响微生物细胞的增殖、生长和代谢。通过发酵液流变学特性，影响细胞的生长。

2.高细胞密度培养生物反应器

在微生物高细胞密度培养过程中，需要用到良好的生物反应器。在培养过程中，常用的反应器皿主要有搅拌式生物反应器、气升式生物反应器、膜生物反应器等等。搅拌式生物反应器可以保证培养物的混合均匀，从而保证培养液的浓度。气升式生物反应器可以实现较高的溶解氧密度，从而为微生物的生长提供高浓度的溶解氧的要求。

膜生物反应器是通过膜分离技术可以将培养物与产物进行分离，从而促进产物的分离，从而保证产物的浓度。在大多数情况下，微生物细胞培养底物与产物存在连续性的输入和输出。而且通过膜分离技术，有助于菌体的生长。

在微生物反映过程中，透析反应器可以根据不同溶质分子对半透膜的扩散速度，从而促进细胞的分离。通过透析反应可可以将培养液中的低分子代谢产物透析出来，在培养液中保留细胞与大分子产物。在细胞培养过程中，通过半透膜的透析反应器，我们可以有效解除代谢产物乙酸、乙醇的抑制作用。

二、微生物高细胞密度培养技术在食品添加剂中的应用

在食品添加剂生产中，一般主要采用化学合成、生物合成和天然提取三种途径进行生产。生物合成技术是现代食品添加剂生产的重要方式，也是发酵工程的首选生产方式。利用微生物发酵生产技术，可以生产维生素、防腐剂、色素等多种食品添加剂。这里重点介绍几种微生物高细胞密度培养技术生产的食品添加剂。

1.虾青素

虾青素是一种存在于鱼、藻类等生物中的色素物质，它具有很强的抗氧化性，同时还能增强机体免疫力的作用。通过微生物高细胞密度培养技术，会对细胞的培养具有很大的影响。而真菌细胞可以产生虾青素，通过真菌细胞的培养技术，以法夫酵母的方式培养细胞，从而提高虾青素的高产率。

法夫酵母技术的培养中，ph值是影响细胞浓度的关键因素之一。在细胞的培养过程中，我们需要根据菌体的生长需要，将培养液的ph值维持在6.0左右，从而保证微生物菌体生长速度达到最大值。一般情况下，在虾青素培养过程中，虾青素的大量积累会导致ph值下降，进而影响到菌体的生长。

2.植酸酶

植酸酶是一种胞外酶，它广泛存在于动植物和微生物中，作为植酸酶能够降低食物中的植酸而且改善人体对磷、钙等矿物质的吸收。植酸酶是食品加工助剂，它可以有效地改善食品性能，从而提高食品的营养价值。而且，近年来，随着微生物发酵技术的发展，微生物高细胞密度培养技术具有很多中培养方法，它可以有效地改善营养液的环境，从而提高微生物的生产环境。

在培养高细胞密度培养技术培养植酸酶，需要根据菌体浓度和酶的活性，根据酵母膏条件获取较高的菌体浓度，从而提高植酸酶的浓度。但是，这就要求我们要保证菌体的生产环境，减少乙酸等细胞副产物对细胞生产的抑制作用，从而提高添加剂产量。

结语：微生物高细胞密度培养技术是生物工程中的一项重要生产技术，它可以改变微生物的生产环节，提高微生物的生产速率，缩短微生物生长周期，从而增加食品添加剂的产量，大大提高产品生产效率。通过分析微生物高细胞密度培养技术的影响因素，希望可以大大提高微生物高细胞产物的生产量，从而提高食品添加剂的生产效率。

参考文献：

[1]李寅，高海军，陈坚.高细胞密度发酵技术[M].北京：化学工业出版社，2006：4-5.

微生物的培养与应用范文第2篇

关键词：微生物；发酵工艺；工艺优化；培养基；培养条件 文献标识码：A

中图分类号：TQ920 文章编号：1009-2374（2017）01-0031-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.015

根据已有的相关参考文献可知，微生物发酵影响的因素包括发酵培养基中的碳源、氮源，无机盐，pH值以及温度等，本文对这些影响因素展开了详细的研究。微生物发酵工艺的优化可以有效地提升发酵生产效率，进而使得发酵生产成本有效降低。针对于此本文探讨了正交试验设计法、响应面设计法以及Plackett-Burman设计法等微生物发酵工艺的优化方法。

1 培养基对发酵的影响

微生物发酵的培养基在微生物生长或者代谢时提供所需的营养物质和能量，对发酵产物的生物合成效率以及保障产品的质量可谓是意义重大。在微生物发酵中由于菌种和发酵条件的差异以及发酵阶段的不同，所需的培养基成分也有所差异。在通常情况下，碳源、氮源、o机盐以及生长因子是微生物生长的四大营养要素。

1.1 发酵培养基碳源和氮源的选择

碳源用于提供微生物能量来源、构建细胞以及形成产物。碳源包括单糖、双糖、多糖、天然复合物、油脂等，比如葡萄糖、蔗糖、淀粉以及豆油等。氮源是微生物蛋白质和其他含氮有机物的重要来源，与此同时，氮源也参与形成含氮产物。氮源包括无机氮源以及有机氮源，比如氨盐、硝酸盐、蛋白胨以及豆粉等。需要保持培养基配方中碳/氮源比例均衡，从而保证满足菌体的正常生长，同时提高产物的合成速率。

1.2 发酵培养基中无机盐对发酵的影响

无机盐对代谢产物的生成及微生物的正常生长都具有相当重要的影响。在微生物的生长代谢过程中，磷参与了微生物细胞中核酸等辅酶的构成，是微生物能量代谢、生长的重要因素之一。在苏云金芽抱杆菌的发酵产物苏云金素的分子结构中包含磷酸根，所以在其发酵培养基中添加更多磷酸盐，更有利于产物苏云金素的合成。钙离子在微生物发酵过程中的主要作用是调节细胞的生理状态，比如说维持细胞的胶体状态、降低细胞膜的通透性等。与此同时，在大多数发酵培养基里面，添加适量的CaC03，能够对发酵液含菌量的变化起到相当明显的影响，其主要原因是CaC03的添加对发酵液的pH值具有非常良好的缓冲作用，从而大大改善了菌体的生长环境。镁元素是许多酶的催化剂。锰、锌、铁、钼以及钴等元素是微生物所需要的微量元素。已有大量的相关研究表明，锰离子是枯草芽抱杆菌生长必不可少的元素，有很多相关方面的学者及研究人员通过研究指出，将适量的MnCl2添加到发酵培养基里面，能够使枯草芽抱杆菌发酵产物抑菌物质活性得以有效地提升。

2 培养条件对发酵的影响

2.1 种子质量对发酵的影响

微生物发酵中接入的种子质量对菌的生长以及产物的合成具有非常大的影响。种子的质量取决于以下两个方面，其分别为接种量以及接种的种龄。在发酵培养基中接入合适的接种量以及种龄适宜的优质种子液，能够使目标微生物更加迅速地进入到对数生长期，从而使发酵周期大大地减短，进而促使产物质量得以有效提升。如果种龄过长则会直接导致菌体过早的发生衰退，菌体的生产能力也随之而有一定程度的下降；如果种龄过短，则会直接导致菌体生长缓慢，产物合成时间大大推迟。若接种量过小，那么便会使得菌体细胞的生长量变小，从而使得对数生长期的时间、发酵时间有所延长，进而对一些酶及产物的生成造成极为不利的影响；如果接种量过大，那么便会直接加快微生物培养基的消耗速度，促使菌体生长过快，进而使得菌体提前进入到稳定期与衰亡期，对产物的合成造成极大的负面影响。

2.2 温度对发酵的影响

温度是保证酶活性的重要条件之一。过高的温度环境会对微生物细胞内的酶活性造成一定程度的破坏，严重地抑制微生物的正常生长，并且微生物细胞内的蛋白质在过高的温度环境下极易发生凝固或者变性，最终造成细胞死亡；而过低的温度环境也会对微生物的生长造成较大程度的抑制作用，故在发酵过程中必须保证最为适宜的温度环境。不同微生物菌种的生长温度不同，而生长与产物合成阶段的最适温度也有差异。在发酵温度的设计过程中要综合考虑其他的发酵条件及因素，比如培养基成分、能源消耗、发酵周期和产率水平等，必要时还可以考虑变温培养。

2.3 pH值对发酵的影响

最适pH值在很大程度上会直接影响到不同种类微生物生长以及产物的合成。pH值对微生物的影响主要是影响各种酶的生命活力，进而使得微生物的新陈代谢与生长繁殖发生较大的改变；除此之外，pH值对营养物质的利用以及细胞结构也有相当重要的影响。pH值会显著地影响培养基中的营养物以及中间代谢产物的解离，进而使微生物对这些物质的利用与吸收发生一定的改变。常亚飞等人在探究苏云金芽抱杆菌的过程中发现其芽抱萌发率在pH值7.0时最高，其芽抱萌发率在pH值过大或者过小时仅为40%，除此之外，若培养基pH值过高或者过低，还会直接影响到毒素产量，甚至有可能导致完全不产生伴胞晶体毒素。

2.4 溶氧对发酵的影响

溶氧是好氧微生物生长所必须的关键因素之一，只有提供足够量的氧才能维持菌的正常生长、代谢。溶氧对次生代谢产物的合成途径影响显著，而且还会对代谢的合成速度造成一定程度的影响。如果氧不足，那么便会造成微生物对营养物质的有氧氧化过程不能彻底地进行，从而影响发酵液pH值，产生有毒物质，与此同时，还会影响产物合成所需的前体物质的积累，进而影响菌体的生长以及产物的生成。在微生物发酵的过程中，通过调节通气量、搅拌速率、罐压可以有效控制和保证氧的供给。摇瓶发酵可以采取降低装液量、增加转速来有效地增加溶氧量。叶云峰等人通过实验研究发现，装液量对枯草芽抱杆菌B47产抗菌物质的影响是最为显著的，菌体生成产物的能力随装液量的减少而大大增多，这充分地说明溶氧对产物合成具有正面的影响。

3 微生物发酵工艺优化的方法

通常情况下，微生物发酵工艺优化可以从培养基成分比例及培养条件两个方面进行优化。最近几年以来，随着统计学在微生物发酵领域的有效应用，优化方法从单因子设计法逐步发展成为正交试验设计、均匀设计等方法，更加系统高效。愈来愈多的研究人员通过统计软件对试验结果进行数学模拟与优化，利用Plackett-Burman试验设计方案来对优化因子进行科学的筛选，再在中心组合实验设计基础上采用响应面分析法以达到优化的目的。本文对目前集中比较常用的优化方法进行了比较详细的探讨。

3.1 正交试验设计法

正交试验设计法是利用正交表来分析多因素问题，通过多因素多水平实验得出相应的结果，然后再通过直接对比与直观分析来找出最佳的因素水平组合，通过这种方法可以对影响微生物发酵的主要因素进行确定。正交试验设计法具有方法简单、效率高以及工作量小等S多显著的优点，所以在对微生物发酵工艺进行优化的过程中，正交试验设计法是应用得最为普遍的方法。

3.2 Plackett-Burman设计法

Plackett-Burman法主要针对因子数较多且未确定众因子相对于响应变量的显著影响，采用的试验设计方法。能够及时有效地筛选出对试验结果具有显著影响的关键因素。在通常情况下，使用Plackett-Burman设计法开展的N次试验最多能够研究（N-1）个因素，对每个因素取两个水平，通常是设低水平为原始培养条件，高水平为低水平的1.25倍，通过对各个因素两水平的差异与整体的差异进行对比分析来对因素显著性进行确定。需要加以注意的是，如果因素水平选取得不合适有可能导致Plackett-Burman试验结果无效，从而需要重新选取因素来进行再一次的试验；如果Plackett-Burman试验的模型有效，那么则可以确定对试验具有显著影响的因素，然后下一步可以通过开展响应面设计等方法来筛选出最优的条件。袁辉林等利用Plackett-Burman设计方法获得了预期结果。

3.3 响应面设计法

响应面设计法主要结合统计分析、数学建模等方法经过试验设计来对相关数据进行分析，并利用多元二次回归方程来拟合函数关系，进而实现优化工艺参数的目的。响应面设计法对变量因素比较多的微生物发酵的参数优化效果是相当良好的，在Plackett-Burman试验结果的基础上，可以准确地确定出最优培养基配方、发酵因素等，从而有效地提高微生物发酵的产量。响应面设计法的适用范围是非常广泛的，其在生物学、制药、医学等方面已经获得了非常成熟的应用，且取得了良好的应用效果。

4 结语

随着科技的不断进步以及生物技术水平的持续提升，微生物发酵技术已经得到了非常广泛的发展，除了在农业与工业方面获得了广泛的应用外，其在医药领域的应用更加值得期待。利用微生物发酵技术可以有效地解决许多正常生产不能够解决的难题。合理运用微生物发酵技术，并对发酵工艺进行持续地优化与改进，可以有效地提升生产效率，推动发酵工程技术不断前进与健康发展，从而扩大微生物发酵在各领域的应用价值。

参考文献

[1] 张文芝，郭坚华.微生物发酵工艺优化研究进展[J].

广东农业科学，2013，（6）.

[2] 董昌健.对如何推动微生物发酵工艺优化的研究[J].

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[3] 陈坚，刘立明，堵国成，等.发酵过程优化原理与技

术[M].北京：化学工业出版社，2009.

[4] 朱秀清，王玲.微生物发酵高温豆粕菌种筛选及发酵

工艺优化[J].食品与发酵工业，2012，（4）.

[5] 罗立新.微生物发酵生理学[M].北京：化学工业出

微生物的培养与应用范文第3篇

[关键词]微藻；兼养能源

中图分类号：S968.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0291-01

随着化石能源的日渐枯竭，全球的能源危机日益加剧，目前已发生了多场以石油掠夺为目的的战争，世界安全局势因能源危机而日益紧张。与此同时，化石能源的利用所造成的环境污染不断加剧，特别是近年来由于煤炭燃烧和汽车尾气排放的增加，雾霾的出现愈发频繁。因此，对清洁可持续替代能源的开发迫在眉睫。目前的清洁能源有天然气、氢气和乙醇汽油等，这些替代能源主要由作物秸秆等材料经发酵制得，因此对农业生产的依赖比较强，而现在由于城市的发展和土壤污染可用耕地面积日益减少，使得这些能源的开发利用受到很大的制约。我们生活的地球约三分之一的面积为海洋，海洋中蕴含着巨大的生产力。因此，人类社会未来发展的方向必然是海洋，未来能源的开发也将来自于海洋。海洋藻类特别是海洋微藻是主要的生产者，也是未来能源生产的主要利用对象。

1.微藻营养方式的研究

目前对利用进行微藻生物能源生产的研究已有许多报道，研究主要集中在探索微藻产生如氢气、甲烷和油脂等代谢产物的机理和提高代谢产物产量的方法上。无论想要获得哪种微藻代谢产物均需要对微藻进行大规模培养，微藻的生物量通常与其代谢产物的量呈正相关，因此微藻的培养是进行一切其它研究的起点和重点。微藻具有多种不同的营养方式，大多数是以光合自养的形式生长，也有部分藻具有利用外加有机物进行异养生长的能力。对于大规模的工业培养，采用光合自养方式不利于获得大量的微藻生物量这主要是由于当微藻细胞密度达到一定程度时会阻挡光的照射引起光能限制。于是研究人员发现有一些微藻可以利用有机物作为唯一碳源进行异养生长，通过异养生长可以解决光抑制及二氧化碳供应的问题，它为进一步增加微藻的细胞密度和生产力提供了可能性。

但并不是所有的微藻都可以进行异养生长，针对于这种现象有研究者提出有3种可能的假说：一是由于缺少必要的酶，有些微藻由于缺少分解和利用某种有机碳的酶而不能在该种碳源培养基中进行异养生长，然而这并不代表其不能在其它碳源的培养基中异养生长，因此可以尝试其它碳源。二是由于部分微藻存在吸收有机碳的屏障，这些微藻的细胞膜上缺少转运有机碳的通道和载体，使微藻无法利用外界有机物。为了打破这一屏障有研究者通过向微藻中转入人的红细胞葡萄糖转运蛋白等基因帮助微藻建立吸收外源有机物的途径。三是在有机物分解代谢过程中产生的中间产物对微藻的影响，有些中间产物对微藻具有毒害作用使其无法继续生存。还有些中间产物虽然对微藻无害，但其代谢过程与ATP的合成不相偶联，无法为微藻生长提供能量，同样不能生存。

近年来报道的微藻培养系统有：自养、化能异养、光激活异养、光异养和兼养培养。化能异养是指在完全无光的条件下利用有机碳进行异养生长。光激活异养是每天对微藻进行脉冲式短暂照射，及施以光照又不足以支持微藻进行自养生长。光异养是在含有机碳源的培养液中加入合适浓度的光系统Ⅱ活性抑制剂二氯苯基二甲基脲（DCMU）来实现，非环式电子传递被阻止，但光系统Ⅰ仍可以起作用产生ATP。或者通过在不足以支持微藻进行自养生长的光照强度下利用有机碳进行异养生长。兼养培养是在足以支持微藻进行自养生长的光照强度下利用有机碳进行异养生长。小球藻FACHB484在不同营养方式下的生长情况为：兼养生长>光异养生长>光激活异养生长>化能异养生长>光合自养。文献报道，通常微藻兼养的比生长速率等于异养培养与自养培养比生长速率之和，兼养培养兼有光合自养与异养代谢的性质，在光合自养条件下，二氧化碳作为唯一碳源维持微藻生长，在光异养条件下，非环式电子传递被阻断，二氧化碳不能被同化吸收，微藻只能利用有机碳进行生长[1]。因此，或许会出现白天自养而夜晚异养的情况。

对于异养培养外加有机物的选择十分重要，这关乎微藻培养的成败。常用的碳源有葡萄糖、醋酸盐、乳酸盐和酵母提取物。而氮源主要有蛋白胨、玉米浆和尿素。这些物质各有优缺点，其中较好的是以醋酸盐作为碳源，醋酸盐可以调节pH值同时可污染的杂菌种类和数量有限，选用何种有机碳源进行微藻异养化取决于微藻的种类、异养化生产的终产物以及碳源成本等。以尿素作为氮源，尿素在微藻利用过程中的pH值的变化小且成本低。一般而言，氮源浓度的增加可以提高蛋白质的含量，但会降低脂类和碳水化合物的含量。因此，为了既使微藻能够有充足的碳源来吸收合成生长代谢所需的糖类物质和储存能量的脂类物质，又不至于因为氮源的不足或过量而影响蛋白的合成，在高细胞密度、高目标产物产率的异养培养中有必要确定培养基中初始的C/N。

对于微藻营养方式可以通过一些方法进行检测，DNP是一种疏水性质子载体，为氧化磷酸化的解偶联剂，DNP能轻易扩散穿过线粒体内膜，以质子化的形式将膜间隙的氢离子带回线粒体并释放到基质中，从而消除了线粒体内膜两侧的质子浓度梯度，破坏了激活ATP合成酶的质子驱动力，ATP不能被合成，使氧化和磷酸化脱偶联，氧化释放的能量全部以热的形式散发。通过处理效果可以判断微藻生长的能量来源。验证微藻是否存在呼吸代谢途径和末端氧化系统的酶，可以采用丙二酸钠和叠氮化钠对微藻进行抑制试验。琥珀酸脱氢酶是连接氧化磷酸化与电子传递的枢纽之一，具有严格的立体专一性。丙二酸是琥珀酸的类似物，是琥珀酸脱氢酶的强有力的竞争性抑制物，可以阻断三羧酸循环。细胞色素氧化酶是电子传递链末端的酶。细胞色素和P450辅基中的铁原子可以与叠氮化合物形成一个配位键，阻断呼吸链的电子传递。如果微藻对丙二酸钠和叠氮化钠的抑制都敏感[2]，则说明该微藻含有氧化呼吸的关键酶。

2.面临的问题

异养培养也面临着一些问题，首先是杂菌污染问题，由于异养培养体系中含有大量的有机物，因此特别适合微生物生长，而大部分的微生物与微藻是竞争关系，并且会产生一些有害物质抑制微藻生长。为了解决这个问题可以对微藻进行无菌化处理，纯化出无菌的微藻并在培养过程中添加抗生素抑菌，用于除菌的抗生素应具备两个特点：较强的抑菌或杀菌能力和对微藻较小的伤害性。不同的微藻种类其杂菌群落不同，所以选择的抗生素种类和给药浓度也不同。常用的抗生素有青霉素、卡那霉素、链霉素、庆大霉素以及氯霉素等。单种抗生素给药往往难以完全除菌，所以通常将若干种抗生素联合使用以达到更好的除菌效果。由于大规模工业生产中保持绝对无菌十分困难，因此也可以人为添加与微藻可以共生又可抑制杂菌生长的微生物。另一个问题是确定有机物浓度的问题，随着培养的进行有机物的含量逐渐减少，而初始的浓度不能过高，因此需要不断的进行补料，同时及时排除多余的离子，维持相对稳定的培养环境。可以通过控制稀释率和乙酸的添加量，把残留的乙酸维持在较低的水平。同时一些盐和有毒的代谢产物可以利用小孔径的滤膜而被排除，而直径较大的微藻细胞被保留下来。由于营养方式的不同可使微藻所含的化学成分发生明显的变化，研究者发现在兼养时的叶绿素比值及类胡罗卜素的含量都有所下降，和自养的细胞相比异养状态下的细胞的总脂含量是非常低。研究发现利用葡萄糖作为唯一的碳源进行异养生长时能比自养产生更多的多不饱和脂肪酸同时脂肪酸的种类也发生了变化。

3.结论

与光合自养和单纯异养培养相比，兼养的微藻产量提高，成产成本降低，因此是未来微藻培养的主要方式。今后的研究应主要放在兼养藻种选育，通过筛选或基因改造获得适合兼养生长的微藻；碳源氮源选择，筛选成本更低更适于工业生产的碳氮源，同时产生的中间产物对微藻没有毒害作用，利于兼养生长；兼养条件优化，优化兼养培养中的光照强度及光照周期使自养与异养更加协调；培养工艺的提升，提升生物反应器的性能，采用更适于光能利用的培养形式如生物膜贴壁培养。通过以上优化将大大提高微藻的生产效率降低生产成本，微藻的培养应用会日益增多，微藻必将在未来能源、粮食、健康和环境保护中发挥重要作用。

参考文献

微生物的培养与应用范文第4篇

关键词 食品微生物；检验；影响因素

中图分类号 TS207.4 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0213-01

1 食品微生物检验的意义与方法

食品微生物检验是运用生物、理化、医学等方法系统地分析不良微生物对人和动物的健康影响，它是食品安全监测中必不可少的一部分。食品可否被人类食用，不是看它的口味如何，而是看它是否具有危险性。食品中的微生物含量和性质一直是影响食品质量安全的主要因素之一。对食品中的微生物进行检验是衡量食品卫生质量的重要指标之一，而且系统的检验工作可以判断出食品的加工环境，为政府和有关部门的监管提供科学依据。食品微生物检验应遵循以预防为主的原则，坚持“以人为本、严谨科学”的理念开展工作，有效地预防大规模食品中毒和人畜共患病的发生。

目前，我国卫生防疫机构和专门的食品化验室对于食品微生物的检验方法有五种：1理化检测，主要包括传统的形态检测和相关的理化方法。形态检测是最基础最简单的方法，主要是通过显微镜和染色剂来判定菌落形态和结构特征；理化方法则是通过化学反应测定微生物的代谢产物，间接鉴别一些形态和其他方面不易区分的微生物。2微量生物化学反应系统，该法与计算机联合使用具有高效便捷的特点，用作分析肠杆菌、非发酵菌、葡萄球菌。3PCR技术，又称基因体外扩增法，可利用其精确微量的特点对食品中微生物特异基因进行扩增以判定食品是否受到了污染。4核酸探针技术，该技术于20世纪80年展起来，即利用已知的DNA或RN段加上可识别的标记做成“探针”用以检测未知样品中是否含有特定的碱基序列来判定其同源性。5即用型纸片法，即采用生物测试片分别检测菌落种数、大肠杆菌计数、霉菌和酵母计数，该法操作简便、快速省料，已被列为国家标准方法。

2 影响食品微生物检验的几点因素

2.1 检验人员的素质与能力

实验室是开展实验教学和科研的重要基地。在实验室建设的诸多要素中，人是决定性因素，其作用是最主要的。检验人员的素质与能力影响到最终的检验结果。因此，突出以人为本关系到实验室未来的发展。良好的思想品德是检验人员健康成长的内在动力，应严于律己，加强自身修养，加强学习和锻炼，保持乐观和积极向上的健康心理，才能全身心地投入到工作当中。检验人员不仅要精通本专业的知识，还应具有较广泛的社会科学和自然科学知识。

微生物检验人员必须具有严肃认真的工作态度，具有较强的工作责任感，观察事物要细致，有发现问题、解决问题的能力，有科学严谨的工作作风。具体要求如下：具有多方面的专业技术知识；掌握微生物学的有关基础知识，包括微生物的形态结构、生理特点、种类、生长繁殖的条件，分离、培养微生物的基本方法、无菌操作的有关知识等；掌握并正确理解国家食品卫生微生物检验方法（新制定）、食品的国家标准、行业标准及本企业的企业标准；熟悉计量学的基本知识、计量法令和法规及质量保证体系知识；熟悉食品生产工艺，具备较强的解决问题的能力；检验人员应通过技监或防疫部门的专业技能培训，取得合法的上岗资质。

2.2 实验室环境与仪器设备

微生物实验室主要分为无菌实验室、净化实验室、生物安全实验室等。严格区分办公区域和操作区域。对实验室的空气质量要定期监测，以保证检测结果的可靠性、有效性和准确性。微生物实验室应有完善合理的卫生管理制度，工作人员每天做好环境卫生工作，定期对操作环境进行消毒，废弃物应投入指定的容器内，经无害化处理才能排放，防止病原微生物的散布传播。

在微生物检验工作中要用到的仪器设备较多，实验室常用的仪器设备主要有冰箱、培养箱、高压灭菌器、净化台、显微镜、蒸馏设备等，所有的仪器和设备都要按照生产厂家提供的操作方法和有关规定正确使用。对于某些需要长时间使用的仪器设备（如冰箱、培养箱）每天都要进行温度监控和记录并定期维护，以保证仪器处于良好的工作状态。某些仪器保养不当会丧失实际使用价值，操作方法不当也会影响检验结果。例如，在使用高压灭菌器的过程中，物品不宜放的过挤，灭菌完毕要等到压力自然降低后才能开盖取出物品；干热灭菌器在处理带有纸包装的物品时，温度应≤160℃；培养箱在放入培养液后不能随意开闭，一次培养完成后需要马上清洁，时刻关注培养箱内温度是否与设定温度一致；等等。总之，正确的使用和养护，科学严谨的按照流程操作显得尤为重要。

2.3 试剂与培养基的质量控制

试剂与培养基的质量控制是保证检验质量的基础。要严把进货关，选择质量合格符合要求、质保期内品质优良的干粉培养基，保存注意防潮不结块，对于受潮变质的培养基坚决不能使用。在实际的贮存中要加强包装容器的密封性能，一般性的培养基要贮存于阴凉干燥处，避免强光直射，特殊性的培养基要放在干燥器内。培养基的配制必须在玻璃容器、搪瓷缸、铝锅中进行，严格按照按照实验操作手册与GB4789.28-2010规定的配方配比进行操作，不得随意更改组成成分。记录配制量与操作者、日期，并于包装上标明使用期限，定期做质量检查，以保证其有效性。对于检验的试剂和药品，不仅要做好分类存放，定时清理，也要做好防变质工作。坚决不使用已经变质的药品。

2.4 检验标准

在颁布了《食品卫生检验方法微生物学部分GB4789-2010》之后，我国的食品卫生微生物检验逐步走上了标准化的发展轨道。此外，我国还颁布了各类国家标准、行业标准及卫生行政部门颁布的检验方法等。按照国家标准方法进行项目检验是检验人员开展工作的最基础要求，但在实际工作中会遇到更多需要灵活变通的问题。因此这就要求检验人员自主识别验标准的变化，有

效控制实际工作中的“灵活性”不至于变成“非法性”。

3 结语

近年来，随着生活水平的提高，人们对生活质量的要求也越来越精致。随着工业化进程的发展，食品生产作为一种大规模商业化生产已经进入到人们的日常生活中，但工业化生产不可避免的会引发食品污染问题。不良微生物往往会伴随着原料的生产、成品的加工、包装、贮存进入到食品中，引起食品污染。因此准确、快速、有效地开展食品微生物检验工作对预防某些肠道性传染疾病和食品中毒、保护消费者权益乃至生命财产安全具有重要的现实意义。

参考文献

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[2]李颖.《食品微生物检验质量监督问题分析》[J].中国新技术新产品，2010（12）.

微生物的培养与应用范文第5篇

革兰染色法是丹麦细菌学家christian gram在1884年创建的细菌鉴别染色法(differential staining),是鉴定细菌最基本的方法 标本直接或沉渣涂片革兰染色(简称涂片染色,下同)是临床微生物检验的日常检查方法,也是卫生部《全国检验操作规程》所规定的必检内容 革兰染色,一百多年来沿用至今,仍具有重要的使用价值 本文重点阐述涂片染色在临床微生物检验工作中的具体作用,表现在以下几个方面

有助于正确鉴别标本来源和性质,排除污染,确定感染

正确留取标本,对报告结果至关重要 如下呼吸道感染患者送检的标本是来源于呼吸道还是口腔 除肉眼观察外,更可靠的方法是涂片染色镜检 呼吸道标本以脓细胞 黏液丝 柱状上皮细胞为主;口腔唾液以鳞状上皮细胞为主 涂片染色可直接反映标本留取是否合格

涂片染色镜检是鉴别炎性标本与非炎性标本的可靠方法,脓细胞的数量直接反映感染存在的可能性及感染的程度;另一方面,涂片染色与培养结果符合与否,可以帮我们排除污染,确定感染

有助于判断机体某些系统微生态是否平衡

由于细菌培养受培养基 环境因素 培养条件以及细菌本身生长速度等多种客观因素的影响,培养生长的微生物种类及数量不一定能客观反映某些系统为生态情况;而标本涂片革兰染色不受这些因素的影响,能够真实客观地反映微生物包括某些厌氧菌的生态平衡情况 涂片染色对上呼吸道 口腔 下肠道 泌尿生殖道等有菌部位标本尤其重要

有助于对感染菌的判断

正常情况下,人体与常居菌形成一种稳定的微生态平衡 由于某些原因,一旦机体的这种微生态平衡遭到破坏,某种非优势菌取得优势的时候即可引起机体的免疫反应,进而可引起感染 脓细胞参与对感染菌的吞噬作用 因此,脓细胞所大量吞噬的细菌即是引起感染的病原菌

有助于提高标本阳性检出率

标本涂片染色镜检见较多脓细胞,而找不到病原菌时,就要考虑结核杆菌 军团菌 病毒等感染的可能,并进一步有针对地做相应的特殊培养 如果标本涂片中脓细胞伴随细菌出现,而普通培养没有相应细菌生长,应考虑厌氧 某些需氧菌 生长缓慢的细菌,对所用抗生素敏感细菌的感染以及培养失控的可能性,进一步作厌氧培养或其他特殊培养 由于各种先进技术在微生物领域的应用,新病原菌不断发现,且都需要特殊培养才能生长,有的甚至不能体外培养 因此,为了尽可能减少漏检,标本涂片革兰染色具有特别重要的价值

有利于临床早诊断 早治疗

微生物的培养与应用范文第6篇

关键词：变性梯度凝胶电泳；微生物实验；实验教学改革

中图分类号：G462 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）39-0247-02

微生物学是高等院校生物类专业的一门重要专业基础课，是一门实验性和应用性很强的学科。微生物学实验是微生物学的重要组成部分，是现代生物学技术的重要基础，对于学生加深理论知识的理解，培养创新与实践能力具有非常重要的作用[1]。传统的微生物实验教学内容一般以验证性和演示性为主，注重培养学生的基本实验技能，但对学生综合实验技能和创新能力的培养有待提高。随着国家对创新人才的需求，适当增加综合性和研究性实验内容的比重是微生物实验教学改革的发展方向，对于提高学生的思维能力、动手能力有着积极的作用[1-3]。

本校非常重视实验教学改革工作，鼓励学生在掌握基本实验技能后，积极参加设计性、研究性实验，包括院校两级的大学生科研立项或教师的研究课题，并给予相应的创新学分。通过该项措施进一步激发了学生的学习兴趣，并有效提高了学生的实验技能及分析问题和解决问题的能力。目前微生物实验教学主要包括传统的微生物实验技术，随着分子生物技术的发展，微生物研究技术突破了以往主要依赖纯培养物的局限性，特别是在生态环境样品中的微生物群落结构分析中，基于PCR扩增的分子生物学方法逐渐取代了传统的培养方法，大大拓展了微生物研究的范围[4]。因此，我们在后续的研究性实验中引入了变性梯度凝胶电泳在微生物群落结构分析中的应用等创新型实验项目，使实验教学从基础性向综合性和研究性推进。

一、变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术概述

由于自然环境中微生物生存条件的复杂性，大多数微生物以未可培养的形式存在。DGGE是一种不依赖微生物培养技术的研究方法，能快速、准确鉴定环境中微生物种群，在揭示复杂微生物群落演替规律和功能基因多样性方面具有独特的优越性，已被广泛应用于微生物分子生态学研究各领域[5]。DGGE技术的基本原理是在聚丙烯酰胺凝胶的基础上，加入呈梯度分布的变性剂（甲酰胺及尿素），双链DNA分子部分解链导致电泳迁移率降低，而序列不同的DNA分子解链行为不同，在凝胶中的移动速度也就不同，从而使得长度相同而序列不同的DN段分离。因此，通过测序分析凝胶上不同的谱带，可以检测微生物种群的遗传多样性和动态变化[6]。DGGE技术的工作流程主要包括以下几个步骤：（1）环境样品的采集；（2）样品中微生物基因组DNA的提取；（3）DN段的PCR扩增；（4）PCR产物的DGGE分析；（5）DNA条带的序列分析。

二、变性梯度凝胶电泳技术在微生物实验教学中的应用

变性梯度凝胶电泳技术是一项综合性较强的实验技术，涉及的知识面较广，要求学生既要有全面扎实的理论知识，又要求较强的实际动手能力。我校的微生物学实验安排在大学二年级的上学期，通过学习使学生掌握微生物学实验的基本原理和操作技术。此外通过后续的生化分析技术和分子生物学实验等课程，学生掌握了聚丙烯酰胺凝胶电泳、基因组提取和PCR扩增等实验技术。因此该项研究性实验项目主要面向大学二年级和三年级的学生，我们为学生提供开放的实验室环境，学生自己组成实验小组，可根据自己的实际情况安排时间。整个实验由学生实验小组开展并完成，同时在实施过程中配备指导教师进行随时指导。根据学生的学习兴趣并结合实验室的科研课题，我们近几年开设了多项DGGE技术在微生物研究中应用的实验，包括《氯嘧磺隆对土壤微生物类群的影响》、《SBR反应器中聚磷菌群的结构分析》、《不同森林土壤中产漆酶细菌群落结构的研究》和《厌氧污泥对偶氮废水的脱色及污泥菌群结构分析》等研究性实验项目。环境样品中DNA的提取是影响微生物多样性的DGGE检测结果的重要因素[7]，学生通过比较不同提取方法对DNA产量和纯度的影响，确定了针对不同的实验样品（土壤或污泥）的最佳提取方法，在这一过程中加深了对DNA提取原理和方法的认识。通过DGGE图谱的分析，学生可以直观地了解到污染胁迫等环境条件下微生物群落结构的改变及优势菌群形成的动态过程，更加深刻地理解富集培养技术在分离特定功能微生物上的应用。学生通过后续的序列比对分析，可以学习到相关环境中常见的微生物优势菌属，特别是一些非培养微生物序列的出现丰富了学生对微生物多样性的认识。通常面向本科生开设的微生物实验主要以好氧微生物为对象，因此学生接受的微生物学知识侧重于好氧微生物，对厌氧微生物的接触和认识较少。我们通过引入厌氧环境中微生物结构分析等实验项目，使学生有机会接触厌氧箱的使用，掌握厌氧微生物的培养方法等实验内容，进一步丰富实验教学内容，深化实验教学改革。

三、小结

分子生物学技术的发展，展示了一个更为丰富的微生物世界。与目前基于高通量测序的微生物多样性分析方法相比，DGGE技术具有快捷、方便、成本低等优点，适合应用于微生物创新实验教学。通过这些研究性实验的开展，使学生完成无法在正常教学时间进行的实验内容，拓展了与其他学科实验技术的综合应用，在激发学生学习兴趣的同时，不仅提升了学生的实验操作技能和团队协作能力，而且增强了综合思考及分析解决问题的能力，为独立完成毕业论文实验及今后从事科研工作打下了坚实的基础[8]。

参考文献：

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[8]高健，周建良，蒋本桂，张洁.普通微生物实验教学全面开放理论的建构[J].当代教育理论与实践，2012，4（3）：113-114.

微生物的培养与应用范文第7篇

关键词：陈化烟叶；寡营养菌；细菌多样性；16 S rDNA序列；聚类分析

中图分类号：TS41+4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）06-1292-06

烟叶在制成成烟之前需要经过漫长的陈化期，烟叶陈化是卷烟工业的一种初加工方法。当年收获的新烟叶，其品质都存在不同程度的缺陷，不宜直接用于制造卷烟，必须进行陈化处理[1]。在陈化发酵过程中，烟叶主要化学成分发生变化，青、杂气和刺激性大大减轻，香气显露，气味醇和，色泽均匀并加深[2]。烟叶表面的微生物发酵作用，对烟叶的陈化起着重要的作用。新烟叶在经过漫长的陈化阶段后，烟叶的品质进一步得到改善，有害物质的含量也随着降低。这个时期一般需要2～3年，如何缩短这个时期一直是科研工作者的研究热点[1，3-5]。

烟叶表面含有丰富的微生物已有大量研究报道，如Zhao等[6]通过非纯培养的方法对多种不同陈化时期的烟叶表面微生物进行了研究，采用16S rDNA PCR-DGGE技术进行多样性分析发现，早期陈化阶段各种烟叶拥有相似的优势微生物种群结构，主要有5种细菌，其中3种为未培养微生物。Huang等[7]通过RLFP 技术构建OTUs（Operational taxonomic units）克隆文库比较陈化与非陈化烟叶细菌多样性发现，在陈化的烟叶中存在大量的未培养微生物。韩锦峰等[8]通过对未发酵、自然陈化及人工发酵期间的烤烟叶面微生物进行分离、鉴定，并对不同发酵时期微生物进行动态研究，结果表明，未发酵烤烟叶面微生物数量最多，但是随着自然陈化及人工发酵的进行，叶面微生物数量均逐渐减少，且以芽孢杆菌属（Bacillus）和梭状芽孢杆菌属（Clostridium）为优势种群。朱大恒等[9]研究也发现烤烟中以芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌为优势种群。而且大量研究表明烤烟叶面微生物中，细菌占绝对优势，放线菌和霉菌较少，细菌中以芽孢杆菌属为优势菌群，霉菌中以曲霉为优势菌群。优良品种烤烟叶面微生物的数量较大，种类也较多。因此研究不同烟草表面的微生物多样性具有重要意义。

寡营养菌概念提出时没有特指哪一类的微生物[10]。直到1979年，Kuznetsov等[11]才提出了寡营养菌是特指那些第一次培养时可以在含碳浓度为1～15 mg/L培养基中生长的细菌，并把它分为两类，一类为在寡营养和富营养条件下均能生长的细菌，称为兼性寡营养菌；另一类为只能在寡营养培养基中生长的细菌，称为专性寡营养菌。科研工作者现在已经从多种生境中分离到了寡营养菌，它广泛存在于海洋、湖泊、河流、土壤甚至饮用水中。Arthur[12]指出了寡营养菌营养偏好的原因，Button等[13]则研究了它对营养物质利用的动力学机制，发现寡营养菌的米氏常数较低，对营养物质的亲和力大于富营养菌，因而在寡营养条件下能够获得竞争优势。国内关于寡营养菌的研究起步晚，报道得也少。潘惠霞等[14]通过分离新疆沙漠中寡营养菌并对其在防风固沙方面进行研究发现，一些寡营养菌产生的胞外多糖能够对沙粒产生粘连作用。和振花等[15]对极地海水中寡营养菌多样性进行了研究。

目前尚没有研究烟叶中寡营养菌的报道，根据以往关于陈化烟叶表面微生物分离和多样性的报道推测，在漫长的陈化过程中，尤其是对于烟草品质提升有关键作用的中后期，可利用的简单营养物质几乎消耗殆尽，大部分菌株死亡，只有寡营养菌株才有可能生长。随着陈化时间的延长，烟草的等级就越高，品质就越好，最后起作用的主要是寡营养菌。因此，研究陈化烟叶中寡营养菌的多样性，对于解释传统的陈化作用如何利用微生物来改善烟叶品质有着十分重要的意义。此次试验尝试利用寡营养培养基对陈化烟叶表面的可培养寡营养菌进行分离和多样性研究。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 烟叶样品 2010年的广西百色烤烟K326 C3F等级，湖北恩施烤烟云85 C3F等级，湖北恩施烤烟云85 B3F等级，湖北宜昌马里兰烟马里兰1号中部一级。

1.1.2 培养基 DNG固体培养基：TSB 15 mg，去离子水100 mL，pH 7.0，121 ℃灭菌30 min。DNG液体培养基：TSB 15 mg， Gellan agar 1.5 g，CaCl2溶液37.5 μmol/L，去离子水100 mL，pH 7.0，121 ℃灭菌30 min。LB固体培养基：胰蛋白胨10 g/L，酵母提取物5 g/L，NaCl 10 g/L，琼脂粉15 g/L。

1.2 方法

1.2.1 材料的预处理 取适量的烟叶在无菌条件下剪碎，用100 mL去离子水浸泡10 min，在摇床上200 r/min振荡20 min。利用无菌纱布过滤，取滤液，然后离心去上清，用1 mL无菌水重悬。

1.2.2 陈化烟叶中菌株的分离与筛选 取100 μL滤液进行10倍梯度稀释，稀释液涂布DNG固体平板，并用封口膜或者一次性PE手套密封，于25 ℃培养2～4周，每隔3 d观察1次，将获得的单菌落进行分区划线进一步分离与纯化。将已获得纯培养的菌株接种于LB固体培养基中，观察菌落的生长状态。

1.2.3 陈化烟叶中分离菌株的16S rDNA分子鉴定 提取已获得纯培养菌株的总DNA[16]，采用16S rDNA通用引物[17]进行PCR扩增，正向引物为27F：5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′；反向引物为1492R： 5′-ACGGCTACCTTGTTACGACTT-3′。按如下条件进行PCR扩增：94 ℃、5 min；94 ℃、30 s，54 ℃、30 s，72 ℃、90 s，30个循环；72 ℃、7 min。PCR产物采用凝胶纯化试剂盒纯化，纯化步骤参照试剂盒说明书进行。纯化的PCR产物送上海桑尼生物科技有限公司进行测序，测序结果进行BLAST同源比对。

1.2.4 不同烟叶分离寡营养菌的系统聚类分析 将每种烟叶所分离寡营养菌的16S rDNA序列进行BLAST比对分析，挑选每个菌株最大一致性的同源菌株的16S rDNA序列一起利用软件Clustal W 2.0和MEGA 5.1进行聚类分析，构建系统进化树。

1.2.5 专性寡营养菌的鉴别 将筛选出的菌株再次在富营养培养基中培养，不能生长的为专性寡营养菌；能生长的菌株，为了排除污染的可能性，将可以生长的菌株进一步用寡营养培养基培养，能在寡营养培养基生长的为兼性寡营养菌。

2 结果与分析

2.1 广西百色烤烟K326 C3F等级可培养寡营养菌的分离与16S rDNA系统进化分析

通过利用寡营养和长期培养的方法，从该烟叶中共分离出12株菌株，具体见表1。利用Clustal W 2.0和MEGA 5.1进行聚类分析，构建系统进化树如图1所示。从图1可以看出，在C3F等级陈化烟叶中一共存在10个菌属，它们分别为泛菌属（Pantoea）、假单胞菌属（Pseudomonas）、微杆菌属（Microbacterium）、古氏库特菌属（Kurthia gibsonii）、不动杆菌属（Acinetobacter）、副球菌属（Paracoccus）、法氏沃氏菌属（Wautersiella falsenii）、微小杆菌属（Exiguobacterium）、微球菌属（Micrococcus）和类芽孢杆菌属（Paenibacillus）。通过1.2.5的方法发现菌株C3F18只能在寡营养培养基生长，由此可以看出在此种陈化烟叶中只有C3F18为可培养的专性寡营养菌，其他菌株均为兼性寡营养菌株。

2.2 湖北恩施烤烟云85 C3F等级可培养寡营养菌的分离与16S rDNA系统进化分析

通过利用寡营养和长期培养的方法，从该烟叶中共分离出10株菌株，具体见表2。利用Clustal W 2.0和MEGA 5.1进行聚类分析，构建系统进化树如图2所示。从图2可以看出，在恩施云85 C3F等级陈化烟叶中一共存在7个菌属，分别为假单胞菌属、古氏库特菌属、微小杆菌属、微球菌属、类芽孢杆菌属、不动杆菌属和芽孢杆菌属。C3FN7和C3FN18只能在寡营养培养基中生长，由此可以看出在此种陈化烟叶中只有C3FN7和C3FN18为可培养的专性寡营养菌，其他的菌株均为兼性寡营养菌株。

2.3 湖北恩施烤烟云85 B3F等级可培养寡营养菌的分离与16S rDNA系统进化分析

通过利用寡营养和长期培养的方法，从该烟叶中共分离出15株菌株，具体见表3。利用Clustal W 2.0和MEGA 5.1进行聚类分析，构建系统进化树如图3所示。从图3可以看出，该种陈化烟叶中一共存在10个属，分别为副球菌属、微球菌属、假单胞菌属、不动杆菌属、肠杆菌属（Enterobacter）、节杆菌属（Brevibacterium）、欧文氏菌属（Erwinia）、盖球菌属（Kytococcus）、短小芽孢杆菌属（Bacillus pumilus）以及泛菌属。分离的菌株都能在富营养培养基上生长，可见从此种烟草中分离的均为兼性寡营养菌。

2.4 湖北宜昌马里兰烟马里兰1号中部一级可培养寡营养菌的分离与16S rDNA系统进化分析

通过利用寡营养和长期培养的方法，从该烟叶中共分离出18株菌株，具体见表4。利用Clustal W 2.0和MEGA 5.1进行聚类分析，构建系统进化树如图4所示。从图4进化树中可以看出，该种陈化烟叶中一共存在10个属，它们分别为假单胞菌属、短波单胞菌属（Brevundimonas）、醋酸杆菌属（Acetobacter）、法氏沃氏菌属、副球菌属、微球菌属、盖球菌属、考克氏菌属（Kocuria）、鞘脂杆菌属（Sphingobacterium）、类香菌属（Myroides）。菌株M10和M32只能在寡营养培养基中生长，由此可以看出在此种陈化烟叶中有2种可培养的专性寡营养菌。

3 讨论

由于寡营养菌独特的生态功能，对于减少烟叶中有害物质，提高烟叶的经济价值，增加烟农收入，改善烟草存储条件，改善吸烟者的健康状况都有重要的意义。通过分离这4种烟叶的寡营养菌，结合烟叶本身的特色，发现微生物的多样性和烟叶的品种和质量有一定的内在联系，例如湖北恩施烤烟云85中的B3F和C3F两个等级烟叶中的Kytococcus schroeteri和Bacillus pumilus以及Enterobacteriaceae bacterium为湖北恩施烤烟云85中独特的微生物，又因为B3F的物质含量多些，对应的微生物种类也相应多些。而4种烟叶中由于马里兰烟叶与其他烤烟烟叶有着明显不同，微生物种类一是数量上多于其他三类，种类上也和其他三类差异很大，这一是因为马里兰烟叶本身的香气物质不一样，物质种类有差异，物质分解后产物也有差异，二是马里兰烟叶在凉棚中晾制，产生微生物也会更多。

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微生物的培养与应用范文第8篇

关键词：微生物学;教改;课程体系;专业特色

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）05-0123-02

党的十提出要全面贯彻党的教育方针，坚持教育为社会主义现代化建设服务、为人民服务，把立德、树人作为教育的根本任务，全面实施素质教育，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人，努力办好人民满意的教育。微生物学是生命科学中发展迅速，涉及面广，创造价值大，影响力广泛的学科之一，它既是生命科学理论研究的核心，又是一门应用性极强的学科，对生命科学和生物工程技术的发展起着巨大的推动作用。在《微生物学》课程教学过程中仍然存在教学内容多，知识点散乱;重理论、轻实践;重课堂、轻实验等问题，严重制约了对学生的独立思考能力、动手能力、创造和开拓能力的培养。为了适应新时期全面发展和创新型人才培养目标的需要，进一步提高学科建设、科学研究和社会服务质量，对《微生物学》教改和课程体系优化的研究，具有十分重要的意义。

一、《微生物学》课程体系的优化

（一）理论教学

我们结合当前教学改革发展的需要和工科高等院校对学生的培养要求，制定了新的人才培养方案。新方案根据不同专业的培养目标、专业培养计划的特点，重新修订了教学大纲，优化理论教学体系，合理取舍精简教学内容，避免各学科相关内容的交叉重复。同时，借鉴其他高等院校的先进教改理念，对生物工程专业的教学重点放在微生物生理代谢、生长调控、遗传变异等内容，侧重于微生物在发酵、食品等行业的应用;对制药工程专业的教学重点放在微生物遗传和传染免疫等内容，侧重于微生物在生物药品行业的生产和应用。将课程系统化和模块化并重，结合专业，突出重点，秉持有传统讲前沿的渐进教学模式，培养一批具有高素质、高创新能力的复合型应用型人才。

（二）实践教学

学生实验能力的培养是教学中的一个重要环节。为了改变过去的培养方案中《微生物学》理论课时较多而实验课时少的不足，除了常规的如细菌、放线菌和霉菌观察及革兰氏染色等验证性基础实验，增设了土壤微生物分离纯化、水大肠菌群测数、酸奶和豆豉等食品制作以及柠檬酸和土霉素的中试发酵等综合性、设计性实验。这些实验中，从实验方案的设计、实验材料的准备、实验过程的操作到最后的实验成果展示及总结，全部由学生自己完成，重在培养学生的实践动手能力和创新能力。在实验平台的建设方面，2013年起购置的青霉素发酵工艺仿真软件和啤酒生产工艺仿真软件增加了学生上机模拟的实训环节，不断完善从理论到实践过渡的实验教学模式。

（三）教材建设

近年来出版的微生物学教材版本较多，内容和风格特点迥异，结合我校办学特点、专业背景和学生的基础等情况，选用具有系统、完整微生物学科知识体系和能反映当代微生物领域最新成就的优秀教材。生物工程专业选用了黄秀梨编写的《微生物学》和沈萍编写的《微生物学》作为主要参考教材。制药工程专业选用了周德庆编写的《微生物学教程》和岑沛霖编写的《工业微生物学》作为主要参考教材。同时吸收国外著名教材上的内容及微生物教学网络资源中的前沿性知识和科研新进展等资料，经过整理归纳和创新改进，以此丰富教学内容，开拓学生视野。

二、《微生物学》教学手段和方法的优化

（一）多媒体和网络教学模式的构建和应用

现代教育技术的发展，特别是多媒体和网络教学手段在微生物教学中的不断应用，极大地丰富了传统的教学手段和教学方法，而且越来越发挥着不可取代的作用。多媒体教学技术通过电脑将丰富的影像资料引入到教程，把抽象的内容形象具体地展现在学生面前，大大提高了学生的学习兴趣。整理优化后的教学内容，经过创新改进，形成了完整、丰富、生动的多媒体素材。在有限的教学时间内把优真和环环相扣的多种图像、文本和数据展现给学生，实现了抽象微观微生物世界与直观、形象和生动形式的转化。根据本专业的特点，教师制作了精彩而内容丰富的课件，使整个课题气氛更加活跃，激发了学生的兴趣，促进了《微生物学》课程体系的改革和优化，提高了整体教师的教学质量。

（二）多种教学方式的融合

课堂教学方式的多样化主要体现在以多媒体课件为基础，融入启发式、讨论式、自学式、目标任务式等先进教学方法，建立多媒体授课教师提问学生问题讨论教师小结布置作业的教学模式，实现了精讲精练、自学与辅导答疑的有机结合。课堂讲授时，充分利用多媒体教学、实物演示等灵活多样的教学手段开展教学，要领和提纲清晰，阐释重点、难点和疑点，培养学生会学习的能力。有些教学内容，如证明基因突变非对应性的三个证明实验，我们安排学生自学并自己做ppt，并专门预留课堂时间，采用课堂讨论的方式反映同学对该问题的理解情况，再由教师点评和总结，以理解难点问题、强化知识点。通过这种参与、互动式的教学模式，积极营造出民主平等、自由开放的氛围，将教学的中心由以教师为主转向以学生自主学习为主，学生成为学的主体，在自主学习中逐步培养独立思考的能力、分析问题和解决问题的综合素质。

（三）实验教学模式探索

微生物学实验是微生物学的重要组成部分，重在培养学生的动手实践能力。我们采用三级模块化实验教学模式，包括验证性实验教学模块，综合性实验教学模块，设计性实验教学模块。

验证性实验教学模块，主要包括显微镜检技术、微生物染色技术、微生物培养基制备和无菌操作技术等，此部分主要结合理论教学，强化学生对基本知识和基本技能的掌握。并培养学生的观察能力和动手能力，探讨实验失败的因素和总结实验成功的关键。

综合性实验教学模块，主要包括微生物的接种、分离、纯化、培养和保藏技术等。该模块中主要学习培养、分离微生物并分析实验结果等内容，先对学生进行讲座式的辅导，然后由4-6名同学组成实验小组单独完成一个综合性实验。这不仅要求学生掌握单个实验技能，而且也培养了学生的数据分析与整理和处理问题的能力。根据综合性实验内容要求和实验条件的许可，我们设立了稀释涂布平板法分离纯化土壤微生物、拮抗微生物的筛选和鉴定、抗生素的微生物发酵和提取等。

设计性实验教学模块，该部分主要是为了拓宽学生视野和培养他们的创新意识，利用学校现有条件并结合学科相关专业教师的科研方向，在老师的指导下，学生自行设计实验方案，并独立完成实验。这些开放性的实验项目由学生自主选题或者指导教师结合自身的科研项目拟定，如：中草药活性成分的提取及抗菌活性、植物病害拮抗菌的分离、筛选及抗菌活性检测、柠檬酸高产菌株的诱变育种、利用菊粉发酵生产燃料乙醇等。学生充分发挥他们的创新性想法，培养了他们团结协作、共同解决问题的能力，为学生的就业和创业提供了良好的实践机会。

（四）创新考核方式

课程考核是教学过程中的重要环节。课程成绩包括考试成绩（50%）、实验成绩（30%）、平时成绩（20%）。我校生物工程专业微生物学80学时，理论50学时，实验课单独设课30学时，制药工程专业微生物学60学时，理论36学时，实验24学时。针对不同班级采用了不同的考核方式。微生物学实验课的考核成绩由验证性实验模块和综合性实验模块的实验成绩（占80%）与设计性实验成绩（占20%）组成。上述考核模式，除了保证理论教学，更加侧重学生实验课的学习，以适应创新型和应用型人才的培养要求。这些实践活动显著的提高了学生的团队协作意识、思考能力、语言表达能力、分析问题和解决问题的能力等综合素质，这就对学校以后在实验硬件条件和教师的科研能力提出了更高的要求。

三、结语

通过上述的教学改革，我们探索出具有特色的《微生物学》实践型教学模式，满足了工科院校人才培养需要，体现了产学研相结合的时代特征。实践证明，我们进行的《微生物学》课程的教学改革是切实可行的。课程体系更合理，教学内容和手段更丰富，考核机制更全面。本门课程的教学改革不仅提高了教学效率和效果，而且激发了学生的学习兴趣，适应了现代社会对人才培养的要求，使学生更快的适应以后的生产和科研工作。

参考文献：

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[2]唐丽杰，魏颖，王立群.CAI在微生物学教学中的恰当运用[J].东北农业大学：社会科学版，2007，5（4）：57-59.

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