王鸣(通讯作者)2008年广州市乙型病毒性肝炎病毒易感人群特征研究.疾病监测.2010,25(7):.王鸣(通讯作者)广州市1992-2007年乙肝疫苗接种率与发病趋势分析.中国生物制品学杂志.2010(23):.王鸣(通讯作者)广州市2009年新出现登革3型病毒的分子流行病学分析.中华流行病学杂志.2010,31(7):.王鸣(通讯作者)广州市甲型H1N1流感裂解疫苗人群免疫效果观察.中华流行病学杂志 2010,31(5):.王鸣(通讯作者)广州市1992—2007年出生新生儿接种乙肝疫苗免疫效果观察.微生物学免疫学进展 2010,38(1):.王鸣(通讯作者)广州市新生儿乙肝疫苗首针及时接种率及其影响因素分析.华南预防医学 2010,36(2):.王鸣(通讯作者) 菜市场H5N1流感禽间暴发与人群感染风险评估.中国公共卫生 2010,26(4):.王鸣(通讯作者)一起由寄生蠹虫的球腹蒲螨引发的幼儿园皮炎暴发调查.中华流行病学杂志.2010,31(4):.王鸣(通讯作者)2008年广州市乙型肝炎病毒表面抗原阳性的流行病学调查.中华预防医学杂志. 2010,44(3):.王鸣 广州市乙型肝炎流行病学研究.中华流行病学杂志.2009,30(12):.王鸣(通讯作者)广州市公众对流感大流行相关信息需求的调查.中华流行病学杂志.2009,30(11):.王鸣(通讯作者)广州市禽类从业人群禽流感病毒感染特征分析.中华流行病学杂志.2009,27(11):.王鸣 目前甲型H1N1流感疫情的防控形势与对策探讨.中国预防医学杂志.2009,(10):.王鸣(通讯作者)我国首例重症甲型H1N1流感病例流行病学调查分析.中国预防医学杂志.2009,(10):.王鸣(通讯作者)首起社区甲型H1N1流行性感冒伴季节性流行性感冒暴发的调查分析.中华预防医学杂志.2009,43(10):.王鸣(通讯作者)中国内地首宗二代甲型 H1N1流感病例分析.中华医学杂志.2009,89(30):.王鸣(通讯作者)一起水禽H5N1疫情暴发后人群感染风险评估.中华预防医学杂志.2009,43(1):.王鸣(通讯作者)公共卫生危机信息媒体监测平台的建立与运用.疾病监测.2009,24(8):.王鸣(通讯作者)广州市不同地区10岁以下儿童乙型肝炎疫苗免疫效果评价.中国生物制品学杂志.2008,21(3):.王鸣(通讯作者)地震灾后四川江油市卫生防疫需求及应对措施.华南预防医学杂志.2008,(8):.王鸣(通讯作者)地震灾后儿童群体性免疫预防实施情况分析.热带医学杂志2008,(8):.王鸣(通讯作者)中文版艾滋病感染者/患者认知评定量表信度与效度的评价.中华预防医学杂志.2008,42(8):.王鸣 四川“”大地震灾后居民安置点焦虑状况及影响因素调查.中华流行病学杂志.2008,29(9):.王鸣 地震灾害的主要公共卫生问题与应急工作策略.中华预防医学杂志.2008,42(9):.王鸣(通讯作者)江油市402名地震灾后帐篷临时居住者焦虑状况调查.中华预防医学杂志.2008,42(9):.王鸣(通讯作者)震后帐篷居住人民性生活状况与焦虑关系.中国公共卫生.2008,24(10):115737.王鸣(通讯作者)唐家山堰塞湖泄洪水影响地区居民井水消毒状况调查.中国公共卫生.2008,24(10):.王鸣(通讯作者)一起城市人禽流感病例疫情分析.中华预防医学杂志.2008,42(4):372-37340.王鸣(通讯作者)人禽流感患者实验室早期快速诊断方法的比较.中华预防医学杂志.2008,42(2):143-14441.王鸣(通讯作者)O139群霍乱弧菌分子流行病学研究.中国人兽共患病学报.2007,23(6):583-58642.王鸣(通讯作者)1997—2006年广州市人禽流感监测分析.微生物与感染.2007,1(4):.王鸣 脉冲场凝胶电泳方法在霍乱暴发溯源中的应用.中华流行病学杂志.2007,28(1):.王鸣(通讯作者)广州2006年禽流感患者没有造成密切接触者传播的调查.中华流行病学杂志.2006,27(11):.王鸣(通讯作者)广州市某野生动物市场从业人员携带SARS-CoV冠状病毒抗体状况调查.中华流行病学杂志.2006,27(11):.王鸣 2001~2005年广州地区霍乱弧菌主要致病相关基因特征分析.中华预防医学杂志.2006,40(4):257-26147.王鸣(通讯作者)霍乱弧菌毒力强弱及菌株同源性的快速检测.热带医学杂志.2005,5(1):.王鸣(通讯作者)血中SARS冠状病毒N蛋白在SARS实验室早期诊断中的作用.病毒学报.2005,21(1):.王鸣等 广州市2004年某野生动物市场动物携带SARS-CoV监测.中华流行病学杂志.2005,26(2):.王鸣等 四种试剂盒在SARS实验室早期诊断的作用分析.中华流行病学杂志.2005,26(1):.王鸣(通讯作者) 非可培养状态霍乱弧菌的间接免疫荧光检测.中国公共卫生.2005,21(12):1437-143852.王鸣(通讯作者)O139群霍乱弧菌地方分离株的分子特征研究.中国人兽共患病杂志.2005,21(7):.王鸣(通讯作者)广州市水产品监测中霍乱弧菌分离株的分子特征研究.华南预防医学.2005,31(2):.王鸣等 一起疑似伤寒实为登革热爆发流行的现场流行病学调查与分析.热带医学.2004,4(5):.王鸣等 广州市动物市场从业人员SARS冠状病毒感染的危险因素分析.中华流行病学杂志.2004,25(6):.王鸣等 广州市传染性非典型肺炎流行病学分析.中国公共卫生.2004,20(2):131-13357.王鸣等 广州市传染性非典型肺炎流行病学及预防控制效果的初步研究.中华流行病学杂志.2003,24(5):353-357.
这个当中,他主要是通过了多次实验同时收集样本的方式来找到病因线索的。
来源:卫夕指北 ,作者卫夕本 文 约 6458 字阅 读 需 要17 min这是一个关于人类勇气和理性的传奇故事,而英雄的故事总是如此的相似。Jon Snow(琼恩·雪诺)在热门美剧《权力的游戏》中是一位带领守夜人大战异鬼大军的战士。而在19世纪的伦敦,同样也有一位如守夜人一般守护伦敦市民安全的John Snow(通常译为约翰·雪诺)。没错,名字只差一个字母。《权力的游戏》中的琼恩·雪诺《权游》作者马丁从未在任何公开场合坦露过琼恩·雪诺的原型就是现实中的约翰·雪诺,但他的故事精彩程度丝毫不比那位在北境长城大战异鬼的雪诺逊色。他在19世纪的伦敦以一己之力对抗那时的传染病夜王——霍乱,他用的不是瓦雷利亚钢制成的剑或者神奇的龙晶,而是调查和严密的逻辑。他孤身一人开启了医学史上“流行病学”这一学科,谱写了一首人类对抗传染病的勇气赞歌。约翰·雪诺医生01霍乱——那个时代的传染病之王霍乱是一种让当时的人们闻风丧胆的急性传染病,它和天花、鼠疫并列为人类三大烈性传染病,被称为“19世纪的世界病”。病菌在人体内每12分钟就会增加一倍,得了霍乱的人会在短时间内一直腹泻,腹泻到什么时候?一直到人数小时内迅速脱水死亡!霍乱患者的惨状霍乱最早发源于印度的恒河流域,大航海之后频繁的贸易把它带到了欧洲。在欧洲,霍乱有着更高的死亡率,英国第一波大规模爆发发生在1831年,造成数千人死亡,1849年再次爆发,两次爆发超过14,000人死亡。然而到了霍乱第三次在欧洲大规模爆发时,英国得到了很好的控制。要知道这次大爆发光在俄罗斯就造成了超过100万人的死亡,而英国仅仅死了不到1000人,那么英国人是靠什么战胜了这个传染病之王呢?这就要开始讲一讲我们今天的主人公约翰·雪诺的故事了——02约翰·雪诺——一个出身并不起眼的人约翰·雪诺于1813年出生在英国工业时代的重镇——约克,父亲是一名煤矿工人,通常出身在这样的家庭似乎注定了雪诺的一生会是平凡的一生。但他的父亲并不认命,决心改变孩子的命运,他节衣缩食坚持把雪诺送进了私立教会学校。19世纪的约克城1827年,14岁的雪诺被送到朗本顿市的外科医师哈德卡斯尔那里当学徒。18岁时,年轻的雪诺第一次目睹了恐怖的霍乱,作为医学学徒的他为当地霍乱中煤矿工人提供医疗帮助,毕竟,他的父亲也是一位煤矿工人,同情心激发了雪诺的使命感。23岁时,来自小地方、胸怀理想的年轻实习医生雪诺决定要去当时欧洲最大的城市——伦敦,他没有骑马,也没有坐车,而是独自徒步走了200英里来到了当时的伦敦。在伦敦,雪诺在Hunterian医学院和伦敦大学开始了他的正规医学教育,1837年,雪诺开始在威斯敏斯特医院工作。长期的实践经历和良好的医学素养让年轻的雪诺在麻醉领域表现突出,雪诺1838年被接纳为皇家外科医学院的成员,甚至他还为维多利亚女王第三个孩子分娩时进行过麻醉手术。雪诺从煤矿工人的儿子到成为给女王接生的知名医生,他用自己的勤奋以及专业完成了艰难的向上流动。然而雪诺对伦敦上流社会的诱惑毫无兴趣;他真正感兴趣的是那些悬而未决的问题。03那时的人类对霍乱一无所知人类的科技发展总是跳跃式的,仅仅在200多年前,人类其实对所有传染病的认知程度和2000年前的人类几乎没有什么进步——一无所知。对于霍乱这种烈性传染病,当时英国社会的主流观点是——霍乱是通过被污染的空气传染的。为什么这个观点深入人心呢?在回答这个问题之前,我们先来简单了解一下当时伦敦这个城市——伦敦是英国的中心,而维多利亚时代则是日不落帝国无限荣光的顶峰,工业革命随着各类蒸汽工厂的轰鸣声在急速改变这膨胀的帝国。人们开始向城市聚集,物质日益丰富,一个个传奇的财富故事在膨胀的民众中流传。19世纪的伦敦那时候的伦敦坐拥240万人,是当时欧洲最大的工业城市,也是世界上人口密度最大的城市,它的人口密度是今天孟买的三倍,彼时的伦敦并不像人们想象中的那样优雅、宁静、富足,城市的卫生状况极为堪忧——马车在肮脏的街道飞奔,马粪四处飞溅,用抽水马桶的人们把粪便通过露天简陋的下水道排入泰晤士河。整个城市臭气熏天、蚊虫漫天飞舞......牛棚、动物粪便、屠宰场、腐烂的味道充斥着大英帝国的雾都。伦敦的掏粪人“那是充满希望的春天,那是让人绝望的冬天”,狄更斯的小说中描绘了那个充满矛盾的时代......霍乱的确通常发生在卫生较差的区域,这些地方确实也臭气熏天,医学界在那时候一直认为霍乱是通过空气中的”瘴气”进行传播的。支持这个观点的人除了当时的主流医学界之外还包括《柳叶刀》编辑、现代护理学奠基人南丁格尔以及维多利亚女王等。尽管那时牛顿的力学理论早已在大众中启发了科学启蒙,但对于医学、生理学而言,19世纪中期还是蒙昧的年代。无知和霍乱同样可怕。04来自年轻医生雪诺的质疑年轻医生雪诺对于“霍乱是由空气传播”的理论有不同的看法,他认为霍乱应该是通过被污染的水进行传染的,他的这个想法最初源于一个朴素的判断——如果霍乱是通过空气进行传染的,那么发病的部位应该是肺部而不是肠道才对,他的经历能佐证他的判断——18岁的时候为治疗煤矿工人的霍乱曾很长时间活动在臭气熏天的矿井,但他自己却没有得病。当然,如果雪诺只是以这个理由去说服民众显然是行不通的;为什么?因为气味是一种直观的感受,闻过伦敦的恶臭的人们很难相信这些刺鼻的气味里没有问题。而水里的细菌是看不见的(细菌学在当时还没有被提出,显微镜尽管已经被发明,但还很粗糙,没能识别出水里的细菌);在分子层面,鼻子要比眼睛灵敏的多,腐烂物体会挥发出两种物质——尸氨和腐氨,只要几个分子进入鼻腔,人们就会感受到强烈的恶臭。没有直接的感知让人相信一件事情是困难的,比如今天的人们很容易接受戴口罩,但对于同样重要但无法直接感知的洗手很多人却并不重视,而老年人则是既不带口罩也不洗手。一个严谨的科学工作者是不会凭着朴素的判断而轻易下结论的,受过严谨医学训练的雪诺进行了相当细致的调查,他首先对伦敦进行了一项大规模的调查,发现了一个极具说服力的证据——伦敦的自来水是由两家公司所供应的,一家名为Lambeth,一家名为Southwark,在1849年8月的霍乱流行中,根据雪诺的统计,两家自来水公司居民的死亡率有着极大的差异——Southwark公司覆盖的居民死亡率为,Lambeth公司的死亡率为,二者几乎差了10倍之多,而死亡率高的Southwark公司在泰晤士河的下游,水被污染的可能性的确会更大一些。雪诺积累了很多类似的证据并加上了自己的分析,写成了《论霍乱传递模式研究》的论文,意在向人们证明霍乱是通过水污染而不是空气污染传播的,同时建议当局加强公共卫生管理,从这个意义上说,雪诺也算是伦敦霍乱的吹哨人。但由于当时空气污染的“瘴气”论过于根深蒂固,同时,雪诺的确没有发现更加直接的证据,因此他的理论在当时依然没有引起人们足够的重视,并不被主流医学界和当时的人们所接受。05魔鬼在跳舞:宽街霍乱爆发雪诺并不气馁,他本身是一名麻醉科医生,研究霍乱其实并不算他的主业,但他总是对这个盘旋在英国上空的幽灵有着宿命般的执着,他在等一个证明自己理论的机会。1854年8月31日,魔鬼再次降临——伦敦的苏豪(Soho)区的宽街附近爆发了霍乱,第一天就有56人死亡,第二天死亡人数猛增到143例,第三天178例......这个街区的人们无论贫富几乎都要失去一名成员,而有些家庭则是全家被霍乱夺命。短短几天大部分居民逃离了熟悉的家园,原本热闹的宽街变成了大型死亡现场,只有那些无力离开的人们留在了那里,恐怖在蔓延,绝望笼罩着街区。仅仅5天,超过500人因为霍乱导致的脱水而在挣扎中死去,恶魔在舞蹈.....雪诺当时在苏豪区开了一家诊所,他没有像其他富人一样逃离日日夜夜生活的家园,尽管他可以轻而易举地那样做,而是选择成为那个时代的逆行者,他是伦敦的守夜人,他决定和魔鬼正面对决。雪诺开始冒着极大的风险调查每一个街区的死亡案例,我们可以想象当时的场景——在空无一人瘟疫肆虐的伦敦街区,一位年轻的医生一家一家敲开可能躺满尸体的房门,详细询问他们的病情和日常活动情况,每一次敲门都是和死神的擦肩而过,惊心动魄。06死亡地图:和传染病直接对决在那个恐怖的9月,雪诺白天将生死置之度外详细地调查,晚上他在油灯下开始绘图,他想用更加直观的方式来向人们说明他的理论。他找到一幅伦敦的地图,把所有死亡病例详细地标注在地图上,他用黑色的小短横线代表死亡病例的数量。约翰·雪诺当时所画的死亡地图这张呕心沥血制作的地图详细地记录了死亡案例的在街道的位置以及数量,它后来被人们称之为著名的“死亡地图”。当所有的统计完成之后,雪诺进行了细致的分析,他发现大部分死亡病例都集中在伦敦宽街附近,而那里正好有一个免费的公共水泵,附近的众多街道的居民都在那里取水。离水泵230米内的街区总共死亡人数高达700人,雪诺怀疑那个水泵被污染了。因为显而易见的事实是——水泵周围死亡最多,而离水泵越远,死亡病例越少。死亡地图的中心地带,红框为水泵位置雪诺需要继续验证他的理论,他首先想到的是显微镜取样水进行观察,但结果并不如意,那时候的显微镜技术还很不成熟,除了在样水中观察到了一些白色絮状物之外他一无所获。虽然他怀疑这些白色絮状物有问题,但的确并没观察到真正的致病菌,这并不足以说服当时的人们。尽管雪诺绘制死亡地图已经很能说明一些问题,但有人质疑说,瘴气传播也能解释这张图——瘴气的中心区死亡多,离瘴气中心越远死亡越少。还有人说宽街水泵的水源比离这里不远的“小马尔堡街”水泵公认要干净得多,如果“水源论”没错的话,那小马尔堡街的水应该更加致命才对。雪诺继续像侦探一样调查附近居民的患病情况。这一次,他除了调查那些死亡病例的特征,也开始着手分析附近那些没有患病居民的特征,他发现了以下事实:1.离宽街仅180米的一家酿造麦芽啤酒的啤酒厂的工人在这次霍乱中全部没有染病,啤酒厂的老板哈金斯告诉雪诺,由于在啤酒工厂里啤酒是免费的,因此这些工人平时都不喝水而只喝啤酒;2.苏豪区离宽街不远的一个监狱有535名囚犯,也几乎没有霍乱病例,雪诺发现该监狱有自己的水井,同时也从大章克申水厂购买了大量的水,同样没有喝宽街水泵的水;3.雪诺发现了这次死亡案例中有两个离宽街非常遥远的Hampstead的霍乱死亡病例,是一位年长的寡妇和她的侄女,雪诺骑车找到了寡妇的儿子,经过询问,雪诺发现了一个惊人的事实——原来寡妇曾经住在宽街,她怀念那口井水的味道,以至于她会让仆人每天从宽街用推车给她打一大瓶水,她和她侄女的最后一瓶水都是疫情开始的8月31日从宽街水井罐装的。至此,真相终于在雪诺抽丝剥茧的调查中变得清晰——问题出在那个水泵,雪诺找到了给异鬼痛击的那块的龙晶,而整个过程如推理小说一般。1854年9月7日,雪诺向苏豪区当局报告了自己的研究,当局采纳了他的意见,在第二天取下了那个水泵的把手,关闭了那个水泵。奇迹发生了——此后伦敦地区的霍乱疫情便迅速消失。从8月31日第一例霍乱病例爆发到9月7日递交详细的调查报告,仅仅8天时间。07历史总有遗憾和曲折当然,现实的剧情总是要曲折复杂一些,尽管这次疫情被消灭,但人们像簇拥英雄一样给雪诺欢呼的场景并没有出现。伦敦的卫生状况并没有得到改善,甚至雪诺的水传播理论依然有人怀疑;在科学和愚昧的斗争中,理性并不是总能轻而易举地占上风。这时候,一位圣卢克教堂的牧师亨利·怀特黑德成为雪诺的忠实支持者,这在瘴气论占据主流的的教会中非常难得。他也生活在苏豪区,尽管他开始并不相信雪诺的理论,但他对雪诺的工作充满敬意,他利用自己在社区的影响力继续验证雪诺的研究。终于,经历了长达几个月的调查,怀特黑德采访到了一名在苏豪区宽街40号的一名叫路易斯的妇女。这名妇女的一个5个月大的女婴在爆发初期就死于腹泻,这位女婴的去世时间表明她是那波伦敦霍乱的第一个病例。亨利·怀特黑德妇女将洗过婴儿尿布的水倒进了宽街的一个污水池,而这个污水池离宽街的水泵对应的水井仅三英尺,人们挖掘之后发现这个污水池的池壁早已损坏,是这个污水池污染了水井。怀特黑德将他的发现以及对苏豪区卫生状况的调查写了一篇详尽的文章,发表在当时颇具影响力的杂志——《建设者》(The Builder)上。这时民众才真正相信了雪诺的霍乱水源传播的理论;大众读物上开始刊登关于霍乱源头的漫画。1856年,当布罗姆利的新霍乱爆发时,人们运用雪诺的理论进行了迅速的管控,有效阻止了疫情的大规模爆发,至此,雪诺的理论开始深入人心。伦敦政府也开始行动起来了——1859年,在雪诺调查宽街霍乱之后的第五年,伦敦开展了下大规模的下水道改造工程。这个由杰出工程师巴泽尔杰设计的工程历时6年完工,它是世界上第一套现代城市下水道系统,伦敦的污水与饮用水源彻底隔离,被排往泰晤士河出海口,最终汇入大西洋。1865年,法国微生物学家路易·巴斯德用著名的鹅颈瓶实验才证实了细菌的存在,形成了第一套细菌疾病理论。人类第一次认识了细菌这个物种。又过了18年,1883年,德国微生物学家罗伯特·科赫成功发现并分离了霍乱弧菌,完整彻底地证明了水中的霍乱弧菌是霍乱的真实元凶,1905年,他获得了诺贝尔奖医学奖。罗伯特·科赫至此,雪诺的理论最终大获全胜。然而,历史总是充满着遗憾——1858年6月10 日,雪诺锻炼时中风,六天后便与世长辞,年仅45岁,这距离他画那张著名的死亡地图仅仅过去四年。他并没有活到科赫在水中发现霍乱弧菌的那一天,也没有等到伦敦下水道工程动工的那一天。01约翰·雪诺的遗产雪诺无疑是伟大的。他1854年展开的这次宽街霍乱调查开启了近现代流行病大规模调查的先河,是这个领域开创性、里程碑的工作,在医学界雪诺被公认为“流行病学之父”。他所绘制的“死亡地图”也被后人工人为是“数据可视化”的开端,用简洁、直观的方式开启了那个时代的民智。北大可视化团队做的新型冠状病毒疫情可视化地图今天,在亚特兰大的美国疾病控制中心,当科学家们寻找有关流行病的简单答案时,他们有时还会互相问:“这次疫情中的水泵在哪里?”而在更广泛意义上,雪诺对宽街霍乱的研究也是人类城市发展史上的重要分水岭。自那以后,人类充分认识到了公共卫生对于城市基础设施建设的重要意义,清洁的水源和污水梳理系统纳入到了城市的规划议程,下水道成为“城市的良心”。现代伦敦的下水道系统许多年后的今天,当我们享受到大都市清洁的水源和成熟的污水处理系统依然要感谢一位叫雪诺的医生在100多年前出生入死的那次无畏调查.....在人类没有对烈性传染病进行有效控制之前,人类几千年的历史经历着宿命般的模式——“人口增长—传染病爆发—人口增长—传染病爆发”。在19世纪之前,人类单个城市的人口规模从来没有超过300万,而今天,日本的东京、印度的孟买早已朝3000万人的规模进发。人口接近3000万的超级大都市——东京雪诺的精神也鼓舞了后人,2010年10月,海地在地震之后霍乱爆发,法国的流行病学家Piarroux以人道主义的身份进入海地进行调查。法国流行病学家——Piarroux2016年出版的《致命河:霍乱和海地地震后的掩盖》一书详细描述了他对海地霍乱防治的调查与贡献。2017年4月,Piarroux被授予“法国骑士勋章”,从某种意义上,Piarroux就是今天的约翰·雪诺。霍乱并没有在地球上消失,人类也继续面临着更多新型传染病的威胁。09伦敦城不会忘记,人类不会忘记今天,如果你到伦敦的苏豪区旅行,依然能够在宽街和剑桥街的拐角处发现一家名叫“John Snow”的酒吧。而在酒吧的对面,一个孤零零的水泵模型安静的竖立在那里,那是伦敦人们纪念这位“伦敦守夜人”的丰碑。这个黑色水泵雕塑似乎在时刻提醒着未来的人们——不要忘记你所拥有的勇气和理性。伦敦苏豪区的John Snow酒吧和水泵雕塑雪诺一生没有结婚,无子嗣,他是一个严格的素食主义者;他甚至不喝酒,只喝煮沸蒸馏过的水。每当灾难肆掠的时候,人们总是会想起那些曾经为人类生命奋斗过的人所给予我们的勇气和智慧。约翰·雪诺墓
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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。
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SBR工艺中硝化作用细菌的氨氮耐受性实验研究摘要:针对SBR脱氮工艺中起硝化作用的亚硝化菌和硝化菌对氨氮的不同耐受浓度,在实验室中利用微生物培养的方法对此进行了实验研究,找出了这两种菌对氨氮的最适宜以及最高耐受浓度,为脱氮微生物的驯化培养以及以脱氮为目的SBR工艺的运行提供了参考。关键词:生物脱氮 亚硝化菌 硝化菌 氨氮耐受性The Experiment Research of Endurance of Nitrifying Organisms to Ammonia Nitrogen PanAbstract:The endurance concentration of nitrifying organisms in SBR to ammonia nitrogen is different so experiment were done to find out the optimum and maximal endurance concentration of nitrosomonas and nitrobacteria to ammonia nitrogen. The result provide reference to the engineering practice of the removal of ammonia nitrogen in SBR : Unconventional pathways of nitrogen removal, nitrification , denitrification intermediate氨氮在水体中浓度过高会使水体具有高耗氧性以及富营养化。目前,生物脱氮工艺中经常会涉及到高浓度氨氮废水的处理,比如说垃圾渗滤液中的氨氮浓度可以达到几万个mg/L甚至更高,在生物处理之前必须对其进行其他的预处理,比如说物理化学处理、浓度稀释等[1]。如果能通过预处理使得进入生化反应器的氨氮浓度控制在合适的水平,一方面能避免因负荷过高使脱氮微生物失去活性和死亡,另一方面也可以提高反应器的处理效率。另外,近年来出现了废水生物脱氮的新机理,比如说短程硝化反硝化,就是将硝化过程控制在亚硝酸盐的阶段,再以亚硝酸盐为电子受体进行反硝化。这个反应的过程可以表示为NH4+NO2-N2,相比NH4+ NO2-NO2- NO2-N2需氧量减少25%,碳源减少40%,并有反应速率高,产生污泥量少等优点[2] [3],控制氨氮浓度在一定的水平,可以实现优化亚硝化菌,淘汰硝化菌的目的。1.生物脱氮的原理废水的生物脱氮由硝化过程和反硝化过程实现,氨氮氧化成亚硝酸盐的硝化反应是由两组自养型好氧微生物通过两个过程完成的。第一步是先由亚硝酸菌将氨氮(NH4+-N)转化为亚硝基氮(NO2--N);第二步再由硝化菌将亚硝基氮转化为硝基氮(NO3--N),这两个反应可以由以下两个反应式表示:NH4+ + NO2-+ 2H+ + H20 (1)NO2- + NO3- (2)反硝化是由异养型微生物,在缺氧或厌氧的条件下将NO2-–N和NO3-–N还原为N2,反硝化的生化过程可以由以下两个反应式表示:NO2-+3H+ N2 + H20 + OH- (3)NO3-+5H+ N2 + 2H20 + OH- (4)2. 实验过程及结果 SBR脱氮微生物的培养及脱氮效果实验室中SBR反应器是一个有效容积为4L的有机玻璃柱,每个周期小时,实验工序为:进水→厌氧搅拌3hr→曝气8hr →厌氧搅拌→沉淀1hr→排水,每个周期排水2L进水2L,曝气阶段溶解氧控制在~。采用试验进水CODcr为720mg/L, NH4+-N为110mg/L。经过3个月的驯化,脱氮效果达到稳定的水平,总氮的去除率达到90%以上,CODcr去除率达到95%以上,实验期间污泥浓度MLSS=3368mg/L。 亚硝化菌和硝化菌的NH4+–N耐受性实验于250 mL锥形瓶中分别加入100 mL(亚)硝化富集培养基,再取5滴活性污泥样液接种到富集培养基中,在各锥形瓶中分别加入NH4Cl溶液0mL、1mL 、2mL、 3mL、4mL、5mL、6mL、7mL ,于28゜C气浴恒温振荡器中振荡培养7天,观察各瓶(亚)硝化细菌的生长情况。每隔一天在白瓷板上按1:1的比例加入格里斯试剂的Ⅰ液和Ⅱ液,然后用无菌滴管分别取一滴富集培养液的培养物于白瓷板上,可观察到有些溶液的颜色逐渐变化。并且取各溶液用分光光度计测其吸光度。颜色变化主要是由于培养时间不同,对NH4+-N耐受性不同,(亚)硝化细菌消耗的营养物量不同,产生的NO2-的量不同,与格里斯试剂反应,所得溶液颜色深浅不同,因此可采取用分光光度计测定亚硝化细菌的生长情况,以衡量其对NH4+-N的耐受性能力。亚硝化细菌的氨氮耐受性试验按所述的方法振荡培养7天,每隔一天观察。加入0mL、1mL 、2mL、 3mL、4mL、5mL、6 mL NH4Cl溶液的培养液颜色逐渐由浅粉色变到深红色;但加入NH4Cl溶液为7mL的,颜色并没有渐增,一直都是浅粉色。以蒸馏水为参比,取各溶液用分光光度计测其500nm处的吸光度:用干净的移液管吸取不同浓度的2mL培养液分别于洁净试管中,再在每根试管中分别滴加一滴格里斯试剂Ⅰ液和一滴Ⅱ液,然后用移液管吸取1 mL 的Ⅰ液和1mL的Ⅱ液,果然试管中的培养液中加入0mL、1mL 、2mL、 3mL、4mL、5mL、6 mL NH4Cl溶液的颜色是深红色,而加入7mLNH4Cl溶液的培养液是浅红色。在500nm处测其吸光度,发现所有的培养液的吸光度都是无穷大,于是又分别从格样液中吸出1 mL的样液于另一干净试管中,再吸取4mL的蒸馏水于此试管中,即将样液稀释5倍。再装样液于比色皿中,测其吸光度数据见表1,根据表1中数据作图1和图2。表1 不同的NH4Cl加入量下不同培养时间亚硝化菌样品的吸光度培养时间加入NH4Cl的浓度 第1天 第3天 第5天 第7天 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 由图1可知,在加入0mL、1mL 、2mL、 3mL、4mL、5mL、6 mL下亚硝化菌均可生长,当加入的NH4Cl溶液时,此时培养液NH4+-N浓度是×4/1000=,样品的吸光值达到最大,说明亚硝化细菌生长数量最多,相比较而言该浓度是亚硝化菌的最适宜耐受浓度。由图2可以看出,当加入NH4Cl溶液为7mL时,培养7天,吸光度几乎没有变化,说明细菌的数量并没有明显的增加,说明在NH4+-N浓度为 mg/L时亚硝酸细菌的生长几乎被抑制了。由于培养液NH4+-N浓度间隔较大,以致曲线上的点连续性并不理想,不能完全以和作为亚硝化菌对NH4+-N的最适宜和最大耐受浓度。但可以从曲线上估计出亚硝化菌对NH4+-N的最适宜耐受浓度为100mg/L~150mg/L;最高耐受浓度为180mg/L左右。 硝化细菌的氨氮耐受性试验方法基本与亚硝化菌的实验方法相同,只是显色剂是二苯胺-硫酸试剂,观察到的变化是加入NH4Cl溶液0mL、1mL 、2mL、 3mL、4mL、5mL、6mL的培养液,颜色由浅蓝色变到深蓝色;加入7mLNH4Cl溶液,颜色基本一直是浅蓝色。测其吸光度数据见表2,根据表2中数据作图3和图4。表2 不同的NH4Cl加入量下不同培养时间硝化菌样品的吸光度培养时间加入 NH4Cl的量 第1天 第3天 第5天 第7天 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 由图3可知,在加入0mL、1mL 、2mL、 3mL、4mL、5mL、6 mL下硝化菌均可生长,当加入的NH4Cl溶液时,此时培养液NH4+-N的浓度是×3/1000=,样品的吸光值达到最大,说明亚硝化细菌生长数量最多,相比较而言该浓度是硝化菌的最适宜耐受浓度。由图4可以看出,当加入NH4Cl溶液为7mL时,培养7天,吸光度几乎没有变化,说明细菌的数量并没有明显的增加,说明在NH4+-N浓度为 mg/L时亚硝酸细菌的生长几乎被抑制了。同样的道理,可以从曲线上上估计亚硝化菌对NH4+-N的最适宜耐受浓度为75mg/L~100mg/L;最高耐受浓度为180mg/L左右。3. 实验结果与讨论通过对亚硝化菌和硝化菌的专项培养,找出亚硝化菌对NH4+-N的最适宜耐受浓度为100mg/L~150mg/L;最高耐受浓度为180mg/L左右;硝化菌对NH4+-N的最适宜耐受浓度为75mg/L~100mg/L;最高耐受浓度为180mg/L左右。参考文献1.高延耀,夏四清,周增炎.城市污水生物脱氮除磷工艺评述.环境科学1999,20(1):110~1122.陈际达,曲中堂,邓钥,刘峥,汪俊.亚硝酸盐反硝化脱氮.重庆大学学报.2002,25(3):81~833.任勇祥,彭党聪,王志盈,袁林江.亚硝酸型硝化反硝化工艺处理焦化废水中试研究。西安建筑科技大学学报。2002,34(256~259)
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。
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近年来,食品安全问题得到了全社会的关注,食品生物技术得到了更多的重视,下面是我整理的关于食品生物技术论文,希望你能从中得到感悟!
食品分析中的生物技术应用分析
摘要:随着人们对食品安全问题重视程度的与日俱增,食品检测领域的快速检测的技术越来越受到重视,而在该技术领域,生物检测技术作为一种新兴技术,其应用范围越来越广泛。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。
关键词:食品分析 生物技术 应用分析
食品分析是食物营养评价和食品加工过程中质量保证体系的一个重要组成部分,它始终贯穿于食物资源的开发、食品加工与销售的全过程。随着人们生活水平的提高,特别是我国加入WTO后,我国食品走向世界的关税壁垒将逐渐被技术壁垒所取代,一方面,食品的功能性和安全性将越来越受到重视,对其分析精度和检测限的要求越来越高;另一方面,作为食品生产企业和政府监管机构,对食品品质的控制则要求能实现现场无损检测和快速检测,而对分析精度和检测限的要求则相对较低。因此,食品分析技术正向着省时、省力、廉价、减少溶剂、减少环境污染、微型化和自动化方向发展。
1 生物检测技术种类
生物酶技术。基于生物酶的食品安全生物检测技术具有较强的特异性,该技术是非常常用的生物检测技术,能够从代建样本中成功检测出残留农药和毒性微生物的准确含量。不仅如此,该技术还可跟其他技术相结合产生先进的检测技术,如,将该技术跟免检测技术,由于其优异的特性,已在食品安全领域检测的各个领域广泛使用。酶联免疫分析(ELISA)检测技术的最大优点就是准确度和敏感度都非常高,实验结果表明,采用该检测技术对蔬菜和瓜果类食品样本中的农药残留的检测限为0,对奶制品中各种除草剂残留的检测限为0。所以,世界粮农组织(FAO)已经向许多国家的食品安全检测部门大力推广该技术,美国的食品安全部门也将基于酶联免疫分析的食品安全检测技术作为检测农药残留的主要技术。
PCR技术。PCR(Polymemse Chain Reaction)的中文意思是聚合酶链式反应,是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。该技术最初的应用领域为基因克隆领域和转基因检测领域。但是,由于该技术具有众多优点,比如具有微量性、精确性等,使得该技术成功应用于其他领域。特别是随着对食品中微生物性质的了解,该技术在主要食品安全检测中显现出了广阔的应用前景。该技术最早应用于生物检测领域是在1992年,而应用于对食品安全的检测则要更晚,也就是最近几年才出现的,直到2002年国内才见相关技术应用干食品检测的文献报道。通过建立基于聚合酶链式反应技术的检测体系,对日常生活中人们常用的肉类、奶类和水产类食品中容易感染的致病性小肠耶尔森氏菌进行了检测试验,取得了较好的检测结果。研究人员进行不断改进,希望通过将基于PCR技术的生物检测技术跟其他方法相结合,找到一种全新的更加有效地食品检测方法。
生物芯片。随着全球经济一体化的迅速发展,世界主要经济大国对食品安全的重视,对进出口食品的卫生检疫已经成为各主要经济体的贸易壁垒。目前,世界上许多国家和地区,也都相继开展了基于生物芯片技术的食品检测技术的研制和开发工作。基于生物芯片的检测技术采用光导原位等方法,能够将检测样本中的生物大分子有序地固化于支持物表面,进而构成密集的分子排列,然后与已经过标记的待测样品中的靶分子进行杂交,最后通过对杂交信号的强度进行分析,能够非常快速、高效、准确地对待测样品中的中靶分子数量进行判断,因此可说,基于生物芯片的食品检测技术是现有检验、检疫领域中速度最快、适用范围最广的高新技术。所以,基于该技术的生物检测技术可以对食品的安全状态有一个科学、快速的了解。
生物传感器。基于生物传感器的检测技术是通过具有较高选择性的生物材料对各种有毒分子进行识别,当待检测样品中的毒性物质分子与识别材料结合后,把所产生的复合物通过信号转换器转变为光电信号后输出,进而得到对检测样品的检验结果。该项检测技术具有快速、准确、可靠的的优点,能够最大限度的满足食品安全检测领域的各种要求。因此,该项检测技术已经成功地应用于农产品的药物残留检测和病原菌检测等众多领域。当然,基于该项技术的食品检测体系还存在一定的缺陷,如该技术的使用寿命和检测稳定性还不尽如人意,使得该技术的商业化进程受到一定的制约。
2 具体应用实例的分析
食品中的药物残留检测。对于食品中残留的药物成分对人体的危害问题,已经引起了人们的广泛重视,因而对农产品中残留药物成分的分析技术也得到了快速发展。现在,在农产品中成功应用的药物残留检测技术是生物酶技术和生物传感器技术。用生物技术对药物残留进行检测的方式出现的更早,早在1989年,人们就开始用电流式生物传感器来测定检测样本中的有机磷杀虫剂,其中使用的就是人造酶,该技术可以对样本中的硝基酚和二乙基酚进行有效检测,且时间较短。
有害微生物的检测。食品中的有害微生物对人类健康的危害性也不容忽视,所以,采用快速有效地检测方法是限制有害微生物扩大传播的有效途径。生物检测技术在领域已经取得了大量的研究成果。我国一些学者应用酶联免疫分析方法对奶制品样本中的沙门氏菌进行了成功检测,证明了该检测方法的敏感性和特异性。
转基因食品检测。随着转基因食品的出现和普及,以及各种转基因产品对人类健康和环境影响的不确定性,能对各类转墓因产品进行有效检测技术也随之出现,现在,应用于该检测领域的生物检测技术主要包括:酸检测方法、酶活性检测方法以及蛋白质检测方法等。
样本成分和品质的检测。最早应用于食品样本成分和品质检测的生物检测方法,是基于生物传感器的食品检测技术,只不过开始的检测种类较少,如最早的生物传感器检测技术主要是葡萄糖传感器,只针对食品样本中的含糖量进行检测。随着生物技术的发展,用于对样本成分和品质检测的技术也越来越多。
3 结束语
随着生物技术的发展,人们已逐步认识到生物技术在食品分析中的重要作用。生物技术检测方法以其自身独特的优势在食品分析中显示出巨大的应用潜能,其应用几乎涉及到食品分析的各个方面,包括食品的品质评价、食品的质量监督、生产过程的质量监控及食品科学研究等,尤其是它能够对许多过去难于检测的成分进行分析。目前由于各种条件的限制,生物技术在食品分析中的应用还不普及,随着科学技术的不断发展,在不久的将来,生物技术在食品分析中将占有越来越重要的地位。
参考文献
[1] 孙秀兰.生物芯片技术与食品分析[J].生物技术通报,:22-25
[2] 刘荣.生物传感器在食品分析检测中的应用[J].乳业科学与技术,2009
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中国食品安全体系的缺陷论水活度监测在食品质量安全控制中的重要意义作者:培安公司民以食为天,食以安为先.食品安全问题是关乎国计民生的大事,已成为政府部门,科技界和消费者高度关注的重要领域.全球食源性疾病不断上升,恶性食品污染事件接二连三,世界范围内由食品安全引发的贸易纠纷不断,这些问题是影响各国经济发展,国际贸易以及国家声誉的重要因素(我国也不能例外).改革开放以来,我国在基本解决食物量的安全的同时,食物质的安全越来越引起全社会的关注;尤其是我国作为WTO的新成员,与世界各国间的贸易往来会日益增加;食品安全已经成为影响中国农业和食品工业竞争力的关键因素.从全球范围来看,由微生物引发的食源性疾病仍是头号食品安全问题.据世界卫生组织统计,在全世界每年数以亿计的食源性疾病患者中70%是由于食用了被微生物污染的食品的饮用水造成的.1999年年底,美国发生了历史上因食用带有李斯特菌的食品而引发的最严重的食物中毒事件.据美国疾病控制中心的资料,在美国密歇根州,有14人因食用被该菌污染了的"热狗"和熟肉而死亡,在另外22个州也有97人因此患病,6名妇女因此流产.2000年底至2001年初,法国发生李斯特菌污染事件,有6个人因食用法国公司加工生产的肉酱和猪舌头而成为李氏杆菌的牺牲品.2002年11月23日,由于一份样品在沙门氏菌检测中呈阳性,意大利"波利奥"奶酪公司(Pollio)召回分销到美国18个州的6600箱乳清干酪.日本除了发生"O157"大肠杆菌污染事件外还出现了血印牛奶金黄色葡萄球菌污染事件.2003年4月18日我国湖北省武汉市水果湖第一小学发生一起集体食物中毒时间.这所学校六年级三个班的近百名学生,在课余餐食用学校统一发给的"王牌熟食"豆干后,出现中毒症状.中毒事件原因已经查明,是进食微生物总数严重超标的豆干而引起的集体细菌性食物中毒.经湖北省卫生厅卫生监督局检验,"王牌熟食"豆干细菌总数超标19倍.在我国,截至2004年第二季度,卫生部共收到重大食物中毒事件报告205起,中毒6329人,死亡156人.2000年-2002年,中国疾病预防控制中心(CDC)营养与食品安全研究所对全国部分省市的生肉,熟肉和乳制品,水产品,蔬菜中的致病菌污染做了连续的质量监测.结果表明微生物型食物中毒仍居首位,占,化学性中毒占,动植物性和原因不明的食物中毒10%左右.表1为我国1990-1999年食物中毒状况.由此可以看出,微生物污染导致的食物中毒同时也是影响中国食品安全的主要因素.表1 我国1990-1999年食物中毒状况[1]病因中毒起数构成(%)中毒人数微生物性食物中毒化学性食物中毒有毒的动植物中毒其他原因不明食品安全的管理模式强调"从农田到餐桌"全过程管理,即以预防为主的原则来减低微生物引起的食源性危害.在食品的加工,储存和销售过程中,食品原料受到外界环境微生物的侵染,加之杀菌不彻底,以及储运方式不得当等造成的微生物污染,是导致食品腐败变质,威胁消费者健康的主要原因.只有有效地控制食品生产各个环节中潜在的微生物污染问题,食品工业才能生产出让消费者放心的食品.水分活度的控制是阻止有害微生物生长的关键因素.在美国,联邦法规第21款中已经明确规定,水分活度是检验食品安全性的重要指标.同时,美国食品药品监督管理局(FDA)所规定的食品生产过程良好操作规范(GMP)中明确地把水分活度定义为反应食品安全性的重要指标.在危害分析关键控制点(HACCP)监测系统中明确定义:"可通过限制水分活度来控制微生物病原体的生长."美国规定,库存食品水分活度超过就不能上市销售,在日本规定,库存食品水分活度超过就不能上市销售.然而,在我国还没有这样的相关规定出台.那么什么是食品的水分活度呢 水分活度的监测对保证控制食品质量安全具有什么样的意义呢作为热力学概念,水分活度是描述食品中的水分所处的一种能量状态,它与食品体系的吉布斯自由能(Gibbs Free Energy)有较强的相关性.它是表示水分的逃逸趋势(逸度)的指标;表示食品中的水与其他物质结合的紧密程度.虽然水分含量和水分活度都是用来描述水分存在的状态,但是水分活度是与食品的质量安全最相关的因素.严格意义上,我们把食品中水的逸度与纯水的逸度之比称为水分活度(water activity) ------食品中水的逸度f0 -------纯水的逸度水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽压来表示,在低压或室温时,f/f0 和P/P0之差非常小(时才能生长繁殖;其次是酵母菌,要求Aw>,再次是霉菌,在Aw为时就开始繁殖.另外,同属而不同种的微生物对Aw要求也不完全相同.其次,Aw值对微生物代谢活性也有影响.降低Aw值可以使微生物的生长速度降低,进而,食品腐败速度,微生物产毒数量以及微生物代谢活性也会降低.值得注意的是,中止不同的代谢过程所需的水活性值不同.例如,对于细菌形成孢子所需的Aw值比它们生长的值要高.毒素的产生是与人体健康最有关系的微生物代谢活动.当控制Aw在一定范围内可有效抑制某些产毒菌株产毒(如金黄色葡萄球菌的繁殖和肠毒素的形成).霉菌的污染对食品的危害十分严重,一般认为产毒霉菌的生长所需的水活性值要比其毒素形成所需的水活性值低.另外,由于代谢水的产生,生长的霉菌可使生长环境的Aw值增加.因此,在有生毒细菌或霉菌存在的食品中,毒素的存在是极有可能的.由此可以看出对于食品水分活度的监控具有重要的现实意义.再次,Aw值对微生物抗热性同样具有影响.加热是抑制或杀死食品中微生物的常用有效方法,不同微生物及其孢子的抗热性不同.决定细菌的抗热性的诸因素中,热溶剂的物理性质,化学组成和Aw值等都是很重要的.一般来说,细菌孢子的抗热性随Aw值的降低而增强,在Aw为~的范围内最强.有时,在高浓度溶液中细菌的热抗性比在稀溶液中低,因为溶质本身在加热过程中会加重细胞的热毁坏.所以,通过对预杀菌的食品物料水分活度的检测,可初步判断热杀菌的效果.第四,Aw值对微生物存活能力有明显的影响.不能生长的微生物会逐渐死亡.因此,如果食物的Aw值低于微生物生长的最低值,那么微生物的数量就会慢慢减少.通过对沙门氏菌,金黄色葡萄球菌等食物毒性微生物的生存与Aw之间的关系的研究证明:在Aw值较低的食品中细菌孢子数会降低,这样的食品在储藏过程中甚至会变成无菌的.食物中带有的寄生虫的生存也受低Aw值的影响,这些寄生虫在冷冻或干燥过程中可被杀死.在研究肉中旋毛虫在干燥过程中的生存情况时观察到:在发酵香肠中当Aw值降低到一定数值时,这些寄生虫就会失活,从以上所述可以得出这样的结论:通过选择合适的条件(Aw值,pH 值,湿度,保鲜剂等),可减少或杀死微生物,从而提高食品稳定性和安全性.通过以上的论述,我们可以看出,水分活度对微生物的影响十分显著,水分活性是食品质量控制中的一个重要指标.在食品领域及时监控水分活性,可有效地估价食品的安全性和稳定性.一般,Aw值在间的食品属高湿食品,—属于中湿食品,属低湿食品.高湿食品腐败是由于细菌,中湿食品腐败主要是由于霉菌和酵母,在低湿食品上,微生物一般不生长,但低湿食品质量方面也依赖于Aw.另外,水分活度可用于高湿和中湿食品微生物安全和质量稳定性的预测[9-12].表2 水分活度与食品中微生物的生长Aw范围在Aw的低限下不能生长的微生物食品~假单胞菌,埃希氏菌,变形菌,贺氏菌,克雷伯氏菌,芽孢杆菌,魏氏杆菌,一部分酵母极易腐败的新鲜食品,水果,蔬菜,肉,鱼和乳制品罐头,熟香肠和面包.含约40 %( W/W) 蔗糖或7 %NaCl 的食品~沙门氏菌,副溶血性弧菌,沙雷氏菌,乳杆菌,球菌,赤酵母,红酵母,部分霉菌奶酪,咸肉和火腿,某些浓缩果汁,蔗糖含量为55 %( W/W) 或含12 % NaCl 的食品~多酵母,微球菌发酵香肠,蛋糕,干奶酪,人造黄油及含65 %蔗糖( W/W) 或含15 % NaCl 的食品~大部分霉菌,金黄色葡萄球菌,拜耳酵母,德巴利酵母大多数果汁浓缩物,甜冻乳,巧克力糖,枫糖浆,果汁糖浆,面粉,大米,含15~17 %水分的豆类,水果糕点,火腿,软糖~大部分嗜盐细菌果酱,马莱兰,橘子果酱,杏仁软糖,果汁软糖~嗜旱霉菌含10 %水分的燕麦片,牛扎糖块,勿奇糖( 一种软质奶糖) ,果冻,棉花糖,糖蜜,某些干果,坚果,蔗糖~高渗酵母,少数霉菌含15~20 %水分的干果, 某些太妃糖和焦糖,蜂蜜< 任何微生物都不能生长在预测食品的安全性和预测有关微生物生长,生化反应速率等方面,水分活性扮演着极其重要的角色.通过测定和控制食品的水分活性,可以做到以下几点:(1)预测哪种微生物是潜在的腐败和污染源;(2)确保食品的物理,化学稳定性;(3)使非酶氧化反应和脂肪非酶氧化降到最小;(4)延长酶的活性;(5)优化食品的物理性质,如质构和货架期[13].水分活度检测在肉类质量控制中的作用.水分活性是影响肉品保鲜的重要栅栏因子.众所周知,微生物可在各种肉与肉制品上生长繁殖,微生物的污染和繁殖可直接导致肉品的腐败变质,从而影响肉品的卫生质量,严重时还可引起食物中毒,微生物与肉品保鲜的关系不言而喻.微生物的正常生长繁殖必须满足三个主要条件:(1)营养条件,肉和肉制品是微生物生长繁殖最好的培养基之一;(2)温度,一般来说,温度高,生长繁殖快,反之就慢;{3)适量的水(一定的水分活性).三者具备,微生物便可很好地生长繁殖,否则微生物的生长繁殖都将受到影响.在这三个主要条件中,水分活性与微生物的关系极为密切,因为任何一种微生物在食品(包括肉与肉制品)中进行正常的生长繁殖,都要求有一个最低的水分活性值,在该值以下微生物不能正常生长繁殖.换言之,一种肉制品的Aw值直接影响着该肉制品可能污染的微生物的种类和数量,进而影响着对该肉制品采取的防腐保鲜措施.因而,一直以来水分活性都披视为肉制品保鲜的重要栅拦因子,在同等条件下,Aw值低,肉品保存期长.Aw值与肉品保鲜期的关系宏观上可以下图表示:自从水分活性概念被引入食品科学研究领域后,水分活性理论被广泛用于指导生产.目前生产实践中的许多措施都是降低肉制品的Aw值来抑制微生物的正常生长繁殖,以达到保鲜的目的,如干燥法,冻结法,腌渍法等[14].在肉制品中,肉干,肉脯,肉松等干肉制品的Aw多为~,故被看作是低Aw的安全食品.除了这几类干肉制品外,其他肉制品的水分活度通常高于.而这些肉制品占市场份额较大,因此,及时检测水分活度,对控制肉制品在贮存期的品质变化有重要意义.夏大勇等人在调查中采到一袋超过了保质期有10个月的肉松,检测水分活性值为,感官检查:色择褐黄,比正常黄色深一些,肉香昧减弱,无腐败现象.不难看出, Aw值更能反映干制品内在质量变化的趋势[15].水分活度检测在水产品质量控制中的作用.根据文献资料,新鲜水产原料的Aw一般在—,腌制品为—,干制品为— <时,细菌不能生长;Aw<时,大多数霉菌不能生长;Aw<时,大多数嗜盐菌生长受抑制;Aw<时,霉菌的生长完全受抑制.通常对烤鱼片,鱼糜干制品等方便食品要求水分活度在—范围之间,在这一水分活度下,细菌已很难存活,能生长的有一些耐干燥霉菌,只要在加工 ,包装,运输过程中采取防霉措施,就能达到较长时间贮藏的目的.由于在较低水活度条件下,食品中的微生物数量有下降趋势.现在,食品科技界正在探索按预定要求控制一些食品的Aw值,以达到免杀菌保存食品的可能性.虾仁制品的干制是通过降低虾肉中的含水量与水分活度(Aw),以抑制微生物的繁殖,达到长期保存的目的.一般Aw<时,贮存更加安全,但虾肉干制到Aw<时,水分含量已降至15%以下,得到的产品干硬,食用品质变差.为维持其相对较高的含水量同时还能防止腐败,需要找到一个适当的平衡点.江南大学食品科学与安全教育部重点实验室的伍玉洁等人进行了水分活度对干制虾仁产品的货架寿命和质构的影响试验,研究表明,通过分析比较Aw与水分含量的关系,保藏过程中细菌菌落总数的变化以及南美白对虾虾体的弹性和硬度等质构参数,发现当Aw控制在—范围,水分含量在25%(W/W)时,常温保藏的南美白对虾干制产品在口感及微生物指标等方面可取得较好的平衡.水分活度检测在粮油制品质量控制中的作用.蛋糕等粮油制品在保藏过程中会因微生物的滋生而不能食用,微生物的滋生又包括两个方面,即发霉和腐败.蛋糕发霉主要是指霉菌在蛋糕上大量繁殖,可从外表观察到呈绒毛状的各种颜色的斑点,而且有些霉菌会产生对人体有害的毒素.污染蛋糕的霉菌群种类很多,有青霉菌,青曲菌,根霉菌,精曲菌及白霉菌等.蛋糕腐败,主要是指蛋糕受到细菌中的马铃薯杆菌等的侵袭繁殖而引起的腐败变质.霉菌的作用在粮油制品的腐败变质中起到了主要的作用.微生物的控制有诸多方法,国内外有很多人做过研究,比如控制原料成分,活性包装材料,充气包装,添加脱氧剂,选择保藏环境等.然而,最有效的方法还是将蛋糕制成不适合微生物生长的体系,也就是调整蛋糕的水分活度再辅以抗菌剂[16].中国农业大学胡胜群等进行了pH,抗菌剂浓度以及水分活度对奶油蛋糕(磅蛋糕)模拟培养基中微生物生长的影响试验,结果说明,微生物生长速度随水分活度升高而加快,通过降低蛋糕的水分活度(左右)微生物的生长受到明显抑制.水分活度监测在冰淇淋品质控制中的作用在冰淇淋浆料中,水分含量为60% ~70%,但水分活度却较低,冰淇淋浆料的总固形物含量越多,则水分活度越低.水分活度影响冰淇淋的抗融化度,抗变形度,质地的松软度或坚实度,影响冰晶的数量,颗粒度,结构,分布位置和定向.要控制冰淇淋品质首先要控制水分活度.天津商学院食品系的杨湘庆,沈悦玉通过试验证明控制浆料中的水分活度可以很好的控制冰淇淋品质.总之,对水分活度的监控在保证食品质量安全上具有十分重要的意义.我国加入世界贸易组织后,食品进出口贸易将是我国重要的经济活动.然而,它也对我国食品安全性保证问题提出了新的挑战;即使在国内生产和消费的食品也面临着新的挑战.城市化进程加快,人们对食品的运输和加工需求变得更大,农业生产与食品工业融为一体.食品生产和流通模式发生改变,食物比以往流通得更远,需要运输的时间也相对更长.食品从生产到保藏,再从流通到消费;这样一系列的过程,都要求有效及时的质量监测.无论是站在生产者的角度还是站在政府的角度来看,有效的预防措施是保证食品安全性的关键所在.因此,食品工业在实施HACCP体系的同时,应该对食品水分活度给予高度的重视,因为进行水分活度的实时检测是确保食品质量安全的有效过程控制手段.参考文献:[1] 陈锡文,邓楠.中国食品安全战略研究[M],北京:化学工业出版社,[2] 陈锡文,邓楠.中国食品安全战略研究[M],北京:化学工业出版社,[4] 李琳,万素英.水分活度(Aw)与食品防腐,中国食品添加剂,2000(4):33-36[5] Food preservatives 和 .Gould著.1991年[6] Preservatives in the food,pharmaceutical and environmental .和著,1987年[7] and preservatives for industrial and agricultural W .Flick 著, 1987年[8] 食品化学.韩雅珊主编,1996年[9] 莱斯特.水分活性与食品保藏.肉类研究,1996(3):44-49[10] 卞科.水分活度与食品储藏稳定的关系[J].郑州粮食学院学报,1997(4):41~48.[11] 曾庆孝.食品加工与保藏原理[M].化学工业出版社,2002,158~164.[12] 曹玉兰. 水分活性对控制食品安全和质量的稳定作用. 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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.
[2] 潘蕾.实验室开放管理的研究与实践[J].实验技术与管理,2007,9:131~133.
[3] 陶思源,食品微生物实验课教学改革的初探[J].辽宁行政学院学报,2005,4:211~212.
[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
[1]贾英民,食品微生物学[M],北京,中国轻工业出版社,2001,1~243
[2]朱宏飞,微生物教学中激发学生兴趣的几点探索[J],微生物学通报,2007,34(1)173~175
[3]梁峙,微生物教学中的CAI[J],彭城职业大学学报,2001,3(16),76~79
[4]李平、杜先锋、蒋军,运用多媒体课件好食品微生物学的尝试[J],高等农业教育,2002,10,42~44
[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。
参考文献:
[1]王兰兰.临床免疫学和免疫检验[M].北京:人民卫生出版社,2003:91-93.
[2]杨向荣,江志毅等.快速方法在食品微生物检测中的应用[J].学术论坛,2006,5.
[3]周向华,王衍彬,叶兴乾等.电阻抗法在食品微生物快速检测中的应用[J].粮油加工与食品机械,2003(10):73-75.
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食品快速检验检测技术以其简捷性和便携性两大优势得到了快速发展。 下面是我为大家整理的食品快速检测技术论文,希望你们喜欢。
食品的快速检验检测技术
摘要:食品安全已成为社会关注的焦点问题。文章介绍了目前常用的食品安全快检技术,并展望了其发展方向。
关键词:食品安全 快检 技术综述
引言
食品安全(food safety)是指食品无毒、无害,符合应当有的营养要求,对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。俗话说“民以食为天”,食品安全关系到人民群众的身体健康和生命安全,关系到社会和谐稳定,而近年来食品安全问题层出不穷,加了吊白块的面粉,有毒的大米,注了水的鸡肉,掺了石蜡的火锅底料,硫酸泡过的荔枝,以及假酒假烟假蜂蜜劣质奶粉充斥着市场,真让老百姓担心起这片“天”。因此,对食品的生产、加工和销售环节实施监测监控势在必行,食品安全分析检测技术应运而生。
传统的食品安全分析检测技术主要是指化学分析法和大型仪器检测法,相对成熟。但它们的操作只能局限于实验室,操作复杂,耗时长,不能满足对食品质量安全实时监督掌控的需求,尤其在突发事件时,快速检验检测技术以其简捷性和便携性两大优势得到了快速发展。
1、食品快速检验检测技术的研究现状
化学速测技术
化学速测技术主要是根据待测成分的某些化学性质,将样品与特定试剂发生水解、氧化、磺酸化或络合等化学反应,通过与标准品的颜色比较或特定波长下的吸光度比较,以获得检测结果,通常也成为化学比色分析法。
利用普通化学原理的速测法主要包括检测试剂和试纸,随着检测仪器的不断发展,国内外均已有与测试剂相配套的微型光电比色计。针对试纸检测的仪器也有报道,如硝酸盐试纸条[1],主要是将硝酸盐还原为亚硝酸盐,在弱酸性条件下与对氨基苯磺酸重氮化后,和N-1-盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色染料,试纸变色,插入检测仪读数即可。德国默克公司生产的与试纸联用的光反射仪技术相对成熟,国内尚无商品化仪器问世。
利用生物化学原理的速测法主要应用于微生物的检测,商品化成品以美国3M公司的PerrifilmTM Plate系列微生物测试片为代表,在检测金黄色葡萄球菌时,只需要测试片与确认片配套使用即可。测试片有上下两层薄膜组成,下层的聚乙烯薄膜上印有网格,便于计数,同时覆盖着含有特异性显色物质和抗生素的培养基,若样品中含有金黄色葡萄球菌,无须增菌,直接接种纸片培养24h后便可观察到显示出特殊颜色的菌落;确认片与测试片相似,只是含有不同的特异性显色物质,将有疑似菌落的测试片影印到确认片后,培养1-3h即可观察,不需进行繁琐的生理生化鉴定。而常规的Baird-Parker平板计数法耗时长达78h。
酶抑制速测技术
酶抑制速测技术主要用于食品中农药残留和重金属的快速检测。这些物质可通过键合作用造成酶的化学性质和结构的改变,产生的酶-底物结合体会发生颜色、吸光度或者pH值的变化,通过测定这些变化以达到定性或定量检测的目的。根据检测方式的不同,可分为试纸法、pH计法和光度法。相比而言,试纸法成本低、操作简单,更易于推广。它主要是将酶和底物分别固定在两张试纸片上,当样品中有待测组分时,会对酶产生抑制作用,两张试纸片接触后,酶和底物结合便会发生显著地颜色变化,比较适合农贸市场和超市等一些食品集散地的实时安全监管。由于该方法的检出限和保存性等方面的局限,只适用于初筛检测[2]。
生物传感器速测技术
生物传感器技术是利用生物感应元件的专一性,按照一定的规律将被测量转换成可用信号,使这种信号强度与待测物浓度形成一定的比例关系,具有快速、灵敏、高效的特点,是目前食品安全检测技术的研究热点,广泛应用于食品中农药残留、兽药残留等方面的检测,与传统的离线分析技术相比,它更适应于在复杂的体系内进行快速在线连续监测,在现场快速检测领域有着不可逾越的优势,按照传感器类型又可分为免疫传感器、酶传感器、细胞传感器、组织传感器、微生物传感器等等。
免疫传感器是在抗原抗体结合免疫反应的基础上发展起来的生物传感器。利用压电免疫传感器检测食品中常见肠道细菌时,通过葡萄球菌蛋白A将肠道菌共同抗原的单克隆抗体宝贝在10MHz的石英晶体表面,以大肠菌群为例,响应值可达10-6-10-9。
免疫速测技术
免疫速测是利用抗原抗体的专一、特异性反应建立起来的方法,根据选用的标记物可分为放射免疫检测、酶免疫检测、荧光免疫检测、发光免疫检测、胶体金免疫检测等。酶联免疫吸附检测法是应用较为广泛的一种免疫速测技术。它将酶标记在抗体/抗原分子上,形成酶标抗体/抗原即酶结合物,抗原抗体反应信号放大后,作用于能呈现出颜色的底物上,可通过仪器或肉眼进行辨别。目前,黄曲霉毒素酶联免疫试剂盒已广泛应用于食品检测中。
分子生物学速测技术
聚合酶链式反应(PCR)是近年来分子生物学领域中迅速发展并运用的一种技术,在食品检测中主要用于微生物的检测。它利用是否能从待测样品所提取的DNA序列中扩增出与目标菌种同源性的核酸序列来判定是否为阳性,该方法从富集菌体、提取遗传物质、PCR扩增到电泳、测序鉴定,可控制在24h,而致病菌的传统培养检测至少需要4-5天。
随着研究的逐深入,由PCR技术派生出的实时荧光PCR法、DNA指纹图谱法、免疫捕获PCR法、基因芯片法等也逐步得到了应用。基因芯片技术可以在很小的面积内预置千万个核酸分子的微阵列,利用细菌的共有基因作为靶基因,选用通用引物进行扩增,利用特异性探针检测这些共有基因的独特性碱基,从而区分出不同的细菌微生物。该法特异性强、敏感性高,可实现微生物检测的高通量和并行性检测。
2、食品快速检验检测技术的发展方向
食品安全快检法以其简捷性和便携性两大优势得到了快速发展,但缺点也显而易见,需要完善的地方依然很多:
简单 速检验检测技术往往是由一些非专业技术人员使用,因此,检测方法采样、处理、检测、分析等各个环节简单、易行是该方法的一大发展趋势。
准确 检法前处理简单,势必导致待测样品纯度不高,基体干扰大。因此,在今后方法的研究中,应更多关注与如何避免假阳性结果,尤其是在分子生物学速测法中,增强靶基因的特异性、引物的特异性、排除死菌体造成的假阳性应得到进一步探索。
便携 着微电子技术、智能制造技术、芯片技术的发展,检测仪器应向微型化、集约化、便携化方向发展,以满足更多的现场、实时、动态的检测要求。
经济 测成本的高低直接决定着检测技术能否得到广泛的推广和应用,如何在确保又好又快的检测基础上,尽最大可能的降低成本也是今后的研究方向。
标准化前,我国尚未制定出与食品安全快速检测技术相关的标准和规范,这也阻碍了快检法的推广和应用。随着技术的提高和检测中对快检法的需要,应及时制定出相关标准规范以增强快检结果的认可性和权威性。
参考文献
[1]房彦军,周焕英,杨伟群。试纸-光电检测仪快速测定食品中亚硝酸盐的研究【J】解放军预防医学杂志,2004,22(17):18-21
[2]易良键。食品安全快速检测方法的应用和研究【J】中国信息科技,2012,3:46
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观赏植物马尾杉内生菌及其次生代谢产物对AChE的抑制活性 【作者】 杜晓华 【导师】 巩振辉 郑珍贵 【学位授予单位】 西北农林科技大学 【学科专业名称】 蔬菜学 【论文级别】 硕士 【出版时间】 20030301 【关键词】 观赏植物 马尾杉 内生菌 乙酰胆碱酯酶抑制活性 【中文摘要】 该实验以观赏植物马尾杉为材料,研究了其内生菌的种类分布、组成及其在植物不同器官分布的特点;通过体外实验,筛选出了对乙酰胆碱酯酶有抑制作用的内生菌种,对效果最明显的一株菌种进行了适宜培养条件的探索;并对此菌种产生的活性成分进行了初步分离与检测.结果如下:1.从观赏植物马尾杉中共分离到分别属于子囊菌,藻菌和半知菌的56种内生真菌,其中子囊菌占73%,藻菌占21%,半知菌占14%;内生菌在观赏植物马尾杉器官中的分布以茎中最多,其次为叶片,假根中最少.2.共筛选出对乙酰胆碱酯酶有抑制作用的菌种13株,其中珠网霉属K11菌种表现出较强的抑制率,其发酵液的生物碱粗提物对乙酰胆碱酯酶的抑制率与从蛇足石杉(观赏用马尾杉的同科植物)植株提取的总生物碱相当,IC50分别为410μg/L.该菌种生长和乙酰胆碱酯酶抑制物合成最适培养基为马铃薯培养基,适宜培养温度为26℃±1℃,液体震荡培养速度为120rpm以上.在接种量为2mL时,菌种生长适宜培养天数为四天,乙酰胆碱酯酶抑制物合成适宜培养时间为五天以后.、HPLC分析结果表明,珠网霉属K11菌能够在其发酵液中合成石杉碱甲类物质.
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中国的食用和药用大型真菌
卵 晓 岚
(中国科学腕最生物研究所,北京)
近年来,国内对蘑菇、多孔菌、腹菌及子囊
菌中太型真菌资源的开发虚用十分重视,研究
范围相当广泛,尤其在食用和药用真菌方面的
应用和研究进展很快,反映出广阔的发展前景。
(一)食用真菌
以蘑菇为主的食用真菌(简称食用菌),风
昧独特,营养丰富,经常食用有益于人体健康。
人工栽培食用菌,繁殖生长快, 经济效益高,已
受到广泛的重视和推广生产。
1.中国食用菌种类资源: 我国大型真菌资
搛相当丰富,其中野生食用菌种类多迭720种,
143属,44科, 几乎包览世界上已知的重要食
用菌种类。其中担子菌有675种,隶属于34科,
1 25属“ ,以伞菌目(Agarieales)中的白蘑科
(Tri曲o1Dmataceae)、红菇科(k~ laceae)、
蘑菇科(Aqaricaceae)、牛肝菌科(Boletaee—
e)、侧耳科(Pleurotaceae)、丝膜菌科(Co—
rtinariaeeae)、及鹅膏科(Amanitaeeae) 为
主“ 】。属于子囊菌的有45种,10科,18屠
‘见表1)。在已知食菌中味道鲜美,质地优良的
有百种以上。目前已经栽培和进行试验栽培的
40—80种。通常栽培的仅l0多种,所以绝大多
数的食用菌仍处于野生状态。但收集利用尚少,
每年不知有多少野生食用菌在山林中腐烂掉。
原因在于现阶段食用和有毒种类的鉴别问题及
食用菌的嘘集加工等具体措施未能解决, 影响
了这类生物资源的充分利用。对于我国食用菌
种类资源的调查研究工作还需要深人进行。
2.食用菌的营养: 食用菌中蛋白质含量一
般较高。其氨基酸多达l8种左右,特别含有一
般蔬菜缺乏的异亮氨酸、亮氨酸,赖氢酸、蛋氨
酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸等人体必
额的氨基酸。另外还含有多种维生素、糖类和
矿物质元素等。像金针菇[IOlammullna ·
tipes(Fr.)Sing】、毛木耳[Auricularia po·
lytricha(Moot.)Sac~.】、香菇[Lentinus edo—
de s(Berk.)Sing.]、高大环柄菇[Macrolepi—
ota procera (Fr.)Sing_】、菱红菇(Rmsula
~e$co Fr.)、松口蘑[Tricholoraa raa;sutake
(S.Ito et Imai)Sing.】、滑菇[Pholio;a ^d·
m以D(T Ito)S Ito et Imai】等很多食菌含
有人体必须氨基酸7或8种 尤其食菌中赖氨
酸的含量一般都比较丰富。
鸡油菌(Cantharellus cibarius Fr.)、小
鸡油菌(c.minor Peck)、金耳(Tremellu
ouranHa Schw.ex Fr.)台有类胡萝 素。像
羊肚菌[Morchella esculenla(L)Pers.】中
含有稀有的氨基酸即C一3一氨基一L一脯氨酸
(Cis一3'-amino-L-proline),口一氨基异丁酸(
aminoisobutyric), 2,4-2氨基异丁酸(2,4一
diaminobytyric acid)。四孢蘑菇(Aqaricus
campestris L. ex Fr.)、紫丁香蘑[Lepista
nuda(Bul1.ex Fr.) Cooke.】含有丰富的维
生素B 和C等。在食用菌中有1 00多种具有
不同的药用价值 。所以食用菌被誉为“健
康食品”,尤其野生食用菌是极少或没有污染的
“卫生食品 。
3.栽培食用菌的发展概况: 近十多年中,
国内外食用菌栽培业大力发展,特别在中国更
是如此,生产量和销售量大幅度增加。目前已
有近80个国家栽培双孢蘑菇[Aqaricus 6 坤。一
rt4$ (Lange) Sing.】和香菇、侧耳(平菇)
[Pleur OtttS ostreatus(Jaeg ex Fr.)Qud1.】、
白黄侧耳[P.cor~Mcopiae (Pau1. ex Pets.)
RoI1.】等。自第二次世界大战后,蘑菇产量每
年以7—21 的速度增长。1979年垒世界仅
爱1 t甩和药甩真一种羹撬量囊应用羹爿
应用娄刖 真酋种类 科 属 釉 总种数 应 用 方 面
子 1. 食用野生食用菌的于实体
囊 45
菌 2.人工栽培食用菌于实体供食用。
食用 3.利用食用菌菌丝体做深眭发酵培养物食用。
担 4.利用于实体或菌丝体作为诵味品或作为填充香
干 3‘ L25 675 昧物质或作饮料甩
菌 。
1.作为抗癌药物或试验抗癌。
2·抑制致病细菌、真菌和宿‰
子 3.治疗消化系统反病。
囊 1, 28 ●. 医疗心血管系统的疾病。
菌 ,.作用于神经系统。
6.作用于呼吸系巍。
7·作为妇科反崭的药物.
8· 用敢内服稍炎解毒。
9.外敷消曼解毒。
鹤 3B7 lO
. 外伤止血药物。
l1.用于镇慷、明目药物。
l2.治疗痢疾。
用 l3.治疗麻疯瘸。
担 1●
· 用于治疗毒蛇唆伤。
子 ●4 l23 3●, ·治疗血啦虫、蛔虫、啦虫等寄生虫藏
菌 l6.治疗太骨节痛。
l7. 治疗嘟气病
l8.用于食品防腐剂
l9·用于解毒菌中毒。
20·用于生物防冶,除杀农林业害虫.
21. 冶疗神经性应炎。
其
22· 防冶放射性危害。
他 23.试验治疗爱涟病。
真 3
菌
抗癌真菌 72 266 对内瘤S-IBO和艾氏癌的抑翩率60- t00%
双孢蘑菇的总产量达1 2l,O0 0吨, 1986年已达
21 8万吨。从食用菌栽培业发展状况表明,经济
发达或工业化程度越高的国家和地区,如美国、
联邦德国、法国、日本、南朝鲜及我国台湾省,食
用菌栽培业发达, 同时消费量也大。现在食用
菌栽培正向第三世界国家和地区扩展。据专家
们预言,食用菌将成为人类重要的营养食品。
国外在注重发展食用菌栽培的同时,又重
视采用食用菌菌丝体的深层培养,特别采用那
些风味特殊而鲜美的种类,不过这些食用菌目
前多属于野生或者属于树木的外生菌根菌
ctend0 yc0“hizac) 或者生态习性比较特殊
的种类 ”o像鸡纵菌[Termitomvf j 4lb 一
rainD‘ ‘(Berk.)Helm]、口蘑(Trifholom4
mongolicum Imai)、油口蘑【 . ,Ⅱ 0 ir j
(Pers ex Fr)Lundel1]、虎皮口蘑IT. 一
mbosum (Fr )Gil1.】、大白桩菇[Leucopaxillus
giganteus(Fr) Sing.]、粉紫香蘑[L —
plsta personate(Fr.)Sing.]、松12蘑、斜盖
粉摺菌[Rhodophyllus~aborti “ (Berk. et
Curt)Sing.】、粗壮口蘑[TricholomⅡr06 —
turn (Alb·ct Schw.ex Fr. Ricken]、自香
蘑[Leeista caespitO$a(Bres )Siag.1、黄绿
蜜环菌[Armillaria luteo—virens (A & S
eX Fr)Sacc]、美味牛肝菌(Bolelus edulis
Bull ex Fr.)、鸡油菌 羊肚菌、粗柄羊肚菌
【Morchella crassipes (Vent) Per s]、尖顶
羊肚菌(M.~onica yers.)、黑脉羊肚菌(M
angustip$Pk.)、小羊肚菌(M.deliciosa Fr.)
等 ~。这些种类目前用人工栽培形成子实体
比较困难,但可考虑利用菌丝位培养。
菌丝体的培养物可以新鲜食用、或冷冻和
干燥磨粉,制作富于营养的食品。如羊肚菌的
菌丝培养物同子实体一样鲜美,其风昧不减,在
美国已商业化生产。国内已注意到香菇、金针
菇、侧耳等食用菌的菌丝培养。利用逸些深层
培养的菌丝体还可加工生产,像“宝宝饼干”、
“老人肉”等适应不同对象的多样化食品。另外,
像茯苓[Poria COCO~(Fr)Wolf] 菌核可以
加工成许多花样的食品。我国在制做这类食品
方面具有传统的经验和方法。
在发展食用菌栽培和菌丝培养的同时,国
外曾注意到香味物质的分离提取和化学成分的
分析。已从双孢蘑菇中分离出5 一鸟苦酸,作为
超级增鲜剂。从香菇中分离出香菇精(c H S,),
在日本已人工台成 。另外可在一些蘑菇中
分离出白蘑酸(tricholomic acid), 具有极强
的鲜昧,其鲜度20倍于谷氨酸钠 。在日本还
荆用硫磺多孔莹[Tyromyces sulphureus(Bul
1.ex Fr )Donk]、豹皮香(Lentinus lepi—
deus Fr )、蜜环菌[Armillariella mellf口
(Fr)Kar st】、紫丁香蘑、松口蘑、肉色香蘑
[Lepista irina(n.)Bigelow]、滑菇等l0余
种食用蘑提取香味物质用作增香剂 。
4.可驯化、栽培的食用菌: 食用菌种类虽
多,但目前广泛栽培的一般10多种,最多不超
过20种,栽培种类少的原因是多方面的。有的
能栽培却质味较差,有的不适合人的食用习惯,
而有的产量低或栽培技术较为复杂。所以选育
广受欢迎,昧鲜,质好,高产;色泽具佳的栽培食
菌是发展生产和提高经济效益的重要原则。目
前国内栽培广而产量多的食用菌如下:
双孢蘑菇Agaricus bisporus (Large)
Sing
大肥菇A.bitomquis(Qu*1.)Sacc
香菇Lentinus edodes(Berk)Sing
— Lentinula edodes(Berk.)P电ler
草菇Volvariella volvacea(Bull ex Fr、
Sing.
金针菇Flammulina velutipes (Curt ex
Fr.) Sing.
侧耳(平菇)Pleurotus Ostreatus (Jacq.
eX Fr.)Qu∈I_
黄自侧耳P.f。r co 口 (Pa~i.ex Pe—
r8,)Rol1.
一P sapidus(Schutz ap.Kalchbr)Sacc.
凤尾侧耳[P.saior—caju (Fr)Sing.】(?)
金顶侧耳(P.f打r 。p 口 Sing.)
佛洛里迭侧耳(P.[1oridanus Sing:)
滑菇Pholiota.ameko I.Ito
黄伞P.adiposa(Fr) Qu61
毛头鬼伞Coprlnus comatus (Miill ex
Fc.、Gray
榆耳Gloestereum incanatum S lto et
lm ai
金耳Tremella aurantia Schw.ex Fr.
银耳T fucilormis Berk
、术耳Auricularia auricula(L_eX Hook)
Uriderw
毛术耳A.polytricha(Mont.) Sacc.
褐术耳A.[usco rucclnea (Moat)Fari
灰榭花Grifola frondo sa(Fr )Gray
猴头菌Heri~ium erinaceus (Bull eX
Fr.)Pets.
长裙竹荪Dictyophora in dusiata(Bosc)
Fisther
目前已驯化栽培或未推广的食用菌主要
有:
野蘑菇Aqaricus aroensis Schaefi.ex Fr
阿魏侧耳Pleurotus feralae Lenzi
毛柄库恩菌Kuehneromyces mutabi&}
(Schaef.ex Fr.)Sing.et Smith
砖红韧伞Naematotome Sublateritum
(Fr)Kzrst.
大杯伞clitocybe
Mey ex Fr.)Q ll
紫丁香蘑Leplsta
Cooke
m口 m口 (G tn e
nuda (Bul1.eK Fr)
花睑香蘑L sordida(Fr.)Sing.
蜜环菌Armilla riella mellea (Vahl ex
Fr Karst
假蜜环菌A. tabescen s (Stop.ex Fr.)
Sing
豹皮香菇Lentinu s tigrinus(Bul1.) pr.
榆离褶伞Lyophytlum ulmarius (Bul1.
tax Fr.) Kfihner
银丝草菇Volvariella bombycina (Scha·
efi.ex Fr、Sing.
杨树田头菇Agrocybe ~ylindracea(DC.
ex Fr)Maire
田头菇A. r口 。 (Pets ex Fr)Fayod
粉褶环柄菇Leucoagaricus naacinus(Fr.)
Sing.
茶耳(血耳)Tremella foliacea Pets.ex Fr
皱木耳Auricularia delicata(Fr.)Henri
角术耳A. cornea (Ehrenb ex Fr)
Spreng.
盾形木耳A.Peltata Lloyd
贝形圆孢例耳Pleurocybella porrlgens
(Fr)Sing.
亚侧耳Hohenbuehelia serotin (s:Mad
taK Fr.)Sing
高大环柄菇Maeroleplota procera(Fr)
Sing.
小孢毛鬼伞Coprinus OVa~$ (Schaef )
Fr
羊肚菌Morvhelta f 口(L )Pers.
皱环球盖菇Stropharia rugsoannulata
Farlow
变褐蘑菇Agarivus br~tn#cscens Peck
扇形侧耳Pleurotus [1abelletus (Berk.
cc B r) Sacc.
硬柄小皮伞Ma} asmim oreades Fr.
裂褶苗Schizophyllum corl,$ngu2~$Fr.
雪白蘑菇Agarivu~nlvescen~Mblkr
赭鳞蘑菇Agaricus subrubescens Peck
大紫蘑菇Agaricu~auqustus Fr.
要想筛选优良的食用菌栽培菌种,就必须
加强对野生食用菌种类的调查研究和鉴定分类
工作。在野外分离菌种,首先得掌握各类菌的
生态习性。作者曾将野生食菌生态习性分作五
种类型即I.术生菌,II.粪生菌,III土生菌,
IV 虫生菌,V 菌根真菌 。前两类一般容易
分离活菌种或进行驯化,而后三类则相反。
我国发展人工栽培食用菌很有希望,首先
具备了如下优越的条件:
(1)食用菌种类丰富, 从中筛选质昧优良
的菌种选择余地大。尤其在野生食用菌资源调
查、分类、鉴定方面,已做了大量工作。同时对
影响食用菌利用有关的霉蘑菇种类、分布及生
态习性等方面也做了大量研究工作。(2) 我
发展食用菌栽培业劳动力充足, 即人力资源丰
富o(3)培养料来源多而广泛,如棉籽壳、锯末、
秸秆、玉米芯(穗轴)、甘蔗渣、树叶、草茎、纱]_
废棉、酒糟,还有废茶叶等工、农、林、副产品
全国仅秸秆年产三、四亿吨,部分用于种菇,就
可年产数千万吨。({)我国栽培食用菌历史丝
久,特别是南方具有很大一批菇农以及食用菌
有关的科学技求队伍,近年中迅速壮大,即栽培
技术人员素质比较高。(5)食用菌作为一类营
养丰富的食品。越来越受到广大群众的欢迎,国
内外产品销路广o(6)食用菌栽培投资少,见效
快,经济效益较高,适宜广大农村脱贫致富,又
和城市环保及废物利用相结合,于是受到各级
政府和人民群众的欢迎。综上所述,我国食用
菌发展具有很大的潜力,在科学技术相配合的
情况下, 食用菌生产和研究将会进入世界最前
列,成为世界食用菌生产大国。
(二)药用真菌
1.发展中的药用真筐: 中医中药唯我国特
有。中药里包括了许多真菌类药物。明代李时
珍的《本草纲目》中记载了获苓、猪苓、雷丸、槐
耳、蝉花、芝类等20余种。这类 大型真菌为主
的真菌药物,久经实践考验至今仍在应用,并在
药用的范围、真菌种类、研究方法等方面日益扩
大和深入发展,受到世界关注。
随着科学技术的发展以及药用真菌本身所
具备的优点,越来越显示出这类药物在防病治
病中的独特作用。近十余年来在挖掘祖国医药
学宝库的基础上, 我国科学工作者对真菌类药
物的种类、生化、药理等方面开展了一系列研究
工作。如对灵芝[Ganoderma lucidum (Leyss.
ex Fr) Kar st)、紫芝(G sinensis Zhao,xu
et Zhang)、密纹灵芝(G.teflu S Zhao,XU et
Zhang)、云芝[C0riolus versicolor (L ex
Fr)Qu亡1]、蜜环菌、假蜜环菌(亮篚)、金针
菇、安络小皮伞【Marasmius androsaceus —
ex Fr.) Fr.】、猴头菌[Herivium er~aceu$
(Bull ex Fr.)Pets】、猪苓、【Gri[ola umb·
ellata (Pets) Fr.]、茯苓、银耳、冬虫夏草
【Cordyceps Hnensis(Berk)Sacc.]、亚香棒
虫草(c.haw如sii"Gray)、榆耳、竹黄(Shi·
raia bambuHaola P.Henn) 等多种真菌,进
行了人工培养、菌丝体发酵、临床治疗以及抗癌
研究, 并取得了显著成绩。这些工作在传统药
用真菌的基础上太大的前进了一步。目前还在
攻克癌症、心血管等疑难病方面开展研究工作,
药用真菌将作为重要的药物筛选对象,受到医
药界的高度重视。
2.丰富的药用真菌资源: 目前已知我国传
统药用、试验药效显著以及民间药用的真菌迭
387种,137属,51科。其中担子菌345种,123
属,44科。以多孔菌目(AphyllophorMes)、伞
菌目、和腹菌类种类最多 。其中有子囊菌
类药用真菌28种、1 5属,7科,其他类真菌11
种。作者曾在“药用真菌分类概述” 一文中将
我国药用真菌按分类简单地分作(1)子囊菌类;
42)银耳和木耳类(茇质类);(3)多孔菌类;44)
伞菌(蘑菇)类;(5)蝮菌(马勃)类,其类别不同
则加工方法或药效不同,对研究药用真菌有一
定的好处。
药用真菌的应用范围较广,大约有20多个
方面(见表I)。 还有更多的大型真菌有待研究
试验,特别是在多孔菌、伞菌和腹菌方面种类最
多,筛选新的药用真菌潜力很大
3药用新药的筛选: 目前对人类危害傥较
严重的癌症、心血管病以及近些年发展较快的
爱滋病的治疗,从真菌中筛选药物也不例外。近
年中已有香菇、灵芝等治疗爱滋病的报道o
I.抗癌等新药的筛选: 1930年开始,德国
首先报道了蘑菇属(Aearicu s)、干朽蓖(Me·
rulius lacrymans Fr) 和自鬼笔(Phallus
impudicus L.eX Pet s) 等发酵产物, 经过一
系列处理后,对癌症病人的主观症状有所改善。
5O年代又用美味牛肝菌(Boletus edulis Bul1.
ex Fr)的提取物,证明对小鼠肉瘤 一l80)
的生长有阻滞怍用。从此引起有关方面的注
意,并将大型真菌作为筛选提高机体免疫力药
物的重要对象之一。日本、美国等科学家也在
真菌中进行了大规模筛选、研究。据统计对内
癌(s一1 so)和艾氏癌(Ec) 的抑制率达6O一
100%的真菌266种,7 2属,51科 。像长根
菇[Oudemansiella radlcata(Fr.)Sing.】、野
蘑菇、胶勺【PhlogioHs helvelloides(DC.ex
Fr)Martin]、虎掌菌[Tremellodon gelati一
o m (Scop.ex Fr)Pers.】、香菇、粗柄口
蘑、绒鬼伞(coprinus lagopus Fr.)、黄绿口
蘑 [Tricholoma f m (Sow. ex Fr.)
Qu亡l】、金黄锈伞【Phaeolepio 。aurea(Ma·
rt.ex Fr)Konr.et Maubl】、墨汁鬼伞[Co
prinus atramenturlus(Bul1)n.】、紫绒丝膜
菌【Cortlnarius violaceus (L_) Fr】、毛头
鬼伞、多鳞韧伞[Naematoloma squamosum
(Fr)Sing.】、日本美口菌(Calostoma lapo.
nicum P.Henn) 等,抗癌率达9O一1 00% 的
104种,38属,l4科。
目前认为蘑菇等大型真菌的抗癌物质主要
是多糖 。研究报道较多的有以下数种多糖。
(1)香菇多糖(1entinan)。是香菇子实体
的热水提取物加入酒精后, 产生沉淀再进行精
制而得到的六种多糖之一,分子量为1 O0万。对
小白鼠皮下肉瘤(s一1 8o)有抑制作用,其抑毹
率为80.7% 。香菇多糖可使带瘤而降低的辅助
。r细胞功能得到恢复,增强机体的免疫力,间接
抑制肿瘤。香菇多糖还能活化巨噬细胞,降低
甲基胆蒽诱发肺痛的生长率,对化疗药物起到
增效作用。
(2)银耳酸翌异多糖(acidi 0g11】can)。
是从钣耳子窭体及酵母状分生孢子分离出的一
种酸性异多糖,能提高人体免疫力,对小自鼠肉
瘤18 0有效。另外对肝脏解毒、老年性吏气管
炎及心脏病和厦子辐射有疗效和预防作用。
(3)云芝多糖(PSK)。是从云芝菌丝体用
热水提取而精制成的,是一种分子量为lO万的
蛋白质多糖。日本人首先分离成功并试验对小
白鼠肉瘤(s-lso)有强烈抑制作用。另外,有
活化巨噬细胞的功能。“PSK 作为抗癌药物
已在日本市场销售。近年来我国东北地区已有
云芝多糖药物生产,对白血症、肝炎和气管炎等
疾病均有疗效。
(4)茯苓多糖(pachymaran)。是从茯苓
菌核中分离出的一种多糖,具有较强的抗癌作
用, 对小白鼠肉瘤(s一1 8O)的抑制率高达
96.9% 。
(5)裂摺菌多糖(schiz0phy1lan) 是从裂
褶菌( 。砷y ,“m commun6 Fr) 中提取
的,对肉瘤(s一1 so)和艾氏癌的抑制率达
7O% 。
(6)猪苓多糖(glucan)。是从猪苓菌核
中提取的一种水溶性葡萄糖,对小白鼠肉瘤有
显著的抑制作用,抑制率高达99.5%。另外,对
肺癌、食道癌、宫颈癌、胃癌、肝癌、肠癌、乳腺
癌、白血病等病症等都有显著的疗效。
(7)竹黄异多糖。是竹黄提取物, 由葡萄
糖、半乳糖、甘露糖和阿拉伯糖等四种单糖组
成,对胃癌有效。另外竹黄对风湿性关节性、气
管炎、咳嗽等症有一定的疗效。
(8)猴头菌多糖。是从猴头菌分离的。此
种菌含多糖、多肽等物质,对胃癌、贲门癌等消
化道癌症等疾病有一定的疗效。
(9) 灵芝多糖。是从灵芝子实体申提取的,
对一些疾病有医疗作用,井试验抗癌。另外,灵
芝中锗的含量是人参的4—6倍。近午来已在日
本、台湾省及香港等地区掀起灵芝保健食品热o
(10) 蜜环菌多肽葡聚糖(peptide一~ichglu’
can)。是从蜜环菌子实体中分离而得, 同样对
小白鼠肉瘤(s-1 8 0)有作用,抑铷辜70两,对
艾氏癌的抑制率8 0%。
在我国已知的抗癌真菌中,大约160种是
食用菌。另有34种是毒菌。 某些毒蘑菇对肉
瘤(s—iso) 和艾氏癌(Ec) 的抑制率高述
1O0知t6,71D
II.抗抑菌(细菌、真菌、病毒)羹药用真菌
许多大型真菌具有抗细菌、抗真菌及抗病
毒的活性 。报道较多的有以下种类。
(1)大白桩菇【Leucopaxiltus gigan~eu$
(Fr)Sing.]和白桩菇[L candidus(Bres)
Sing ]中分离出一种杯伞素,对革兰氏阴性、阳
性细菌有抑制作用。堇紫珊瑚菌(Clavarie
zoltlngeri L .) 的发酵液具有抗结核菌的阼
用。
(2) 头状秃马勃[Calvatia craniiJormis
(Schw.) pr 】的培养液申提取的马勃酸
(cal~atlc~cia),邸马勃索(cal~adn),对革兰
氏阴、阳性细菌、霉菌有抑制作用。大秃马勃
【c gigantF (Batsch ex Pers.)Lloyd]同样
产生马勃素,并有抑癌作用。
(3)从长根菇的培养液中提取的奥德蘑酮
(oudenone),能抑制霉菌, 井对大白鼠自发性
高血压经腹腔给药后,显示较强的降压作用。
(4)鲑贝芝[Polystictus consors(Berk)
Teng]的培养液及菌丝体中分离的鲑贝芝素
(coriorin), 抑制革兰氏阳性细菌。双孢蘑菇、
紫丁香蘑等对革兰氏阴、阳性细菌有抑制作用。
(5) 从橄榄杯伞[Clitocybe illudens(So
h )Sate】的发酵物中分离出的杯伞素s
(illudin,S ), 对霉菌有抑制作用和抗癌作用。
从月夜菌[Lampteromyce~ aponicus(Kawa—
m ) Sing ]的子实体中可分离出月夜菌醇
(1amptero1), 同样对某些霉萤有抑制作用。
(6) 从金针菇【Flammullna velutipes
(Fr.)Sing.】子实体的水提取液里分离出的金
·295 ·
针菇素(flammulin), 对小白鼠肉瘤S-1 80
和艾氏峦卿制率分别为81— 1 0O 和8O 。
(7)树皮生卧孔菌【Poria corticola(Fr)
Cooke]的菌丝体水提取液中获得的卧孔 素
(po ricin), 是一种酸生蛋白质,具有强的抗肿
瘤活性。黄白卧孔菌【P.subacida(Pk.)sa一
]也同样有抗癌作用。
48) 白粘奥德蘑【Oudemansiella muc~da
(Fr)Hoehne1]中分离出的粘荤素(mueldin),
是一种具有抗真菌的抗生素。
(9)隆跛黑蛋巢葭(c I“ slri f
Willd.ex Pers) 对金黄色葡萄球菌有显著的
抑制作用。
(10)绣球菌[Sparassis crispa (Wulf.)
Fr.]产生一种绣球菌醇,能抑制霉菌。
(1 1)榆离褶伞【Lyophyllum ulmarius
(Bull ex Fr )Ki[hner], 产生多孔菌酸(po—
lyporenic acid) 可抑制革兰氏阴、阳性细菌的
繁硝。
(1 2)卷边杯伞[Clitocybe inversa(Scop
ex Fr) Qu∈I.]、粗柄杯伞【c.f avipes(F )
Qu ]、油口蘑、皂味口蘑[Tricholoma sepo一
~aecum (Fr)Kummer]、管形鸡油菌(cd —
harell“ tubi]ormis Fr)、四孢蘑菇、黄伞、蜜
环蘸、硬田头菇【Agrocybe dura(Bolt.eK Fr.)
Sing]、尖棱瑚菌【Ramaria apiculata (Fr.)
Pohk]等对某些细菌有抗菌和抑翩作用。后
一种还产生去氧醋酸(dehydroacetlc acid),可
做食 防离荆。
(1 3)美喙牛肝菌、大秃马勃、香菇、莫尔根
环柄菇(Lepiota morganii Pk.)、毒红菇
[Russula emetica(Fr)S F.Gray]、亚环花
褶伞【Panaeol subbalIedl (Berk.et Br)
Sacc.]等,具有抗病毒的作用。
(1 4)从蛹虫草【Cordyceps militaris(L
ex Fr)Link】、冬丑夏草【c HnenHs(Be—
fk)Sacc.]培养物中得到的虫草菌素(cordyce—
pin), 具有抗菌和抑制细菌分裂的作用。冬虫
夏草还抑制多种病源真菌。
(1 5)从香菇和蘑菇中分离出的一种“蘑菇
核糖核酸(mushroom RNA) , 可刺激诱导蛐
胞产生干扰素,抑制流感病毒的增殖。
以上抗细菌、真菌及病毒的真菌至少有3O
种,上述所列举的只不过是已知国内有记载的
各类大型真菌。
III.毒菌的药用价值
目前国内已查明毒菌1 90余种, 8属,26
科。下述种类具有特殊的药理活性。毒光盖伞
……
后面字数超出了,这里放不下
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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
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[2] 潘蕾.实验室开放管理的研究与实践[J].实验技术与管理,2007,9:131~133.
[3] 陶思源,食品微生物实验课教学改革的初探[J].辽宁行政学院学报,2005,4:211~212.
[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
[1]贾英民,食品微生物学[M],北京,中国轻工业出版社,2001,1~243
[2]朱宏飞,微生物教学中激发学生兴趣的几点探索[J],微生物学通报,2007,34(1)173~175
[3]梁峙,微生物教学中的CAI[J],彭城职业大学学报,2001,3(16),76~79
[4]李平、杜先锋、蒋军,运用多媒体课件好食品微生物学的尝试[J],高等农业教育,2002,10,42~44
[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。
参考文献:
[1]王兰兰.临床免疫学和免疫检验[M].北京:人民卫生出版社,2003:91-93.
[2]杨向荣,江志毅等.快速方法在食品微生物检测中的应用[J].学术论坛,2006,5.
[3]周向华,王衍彬,叶兴乾等.电阻抗法在食品微生物快速检测中的应用[J].粮油加工与食品机械,2003(10):73-75.
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