微生物的培养技术大全11篇

微生物的培养技术篇（1）

摘要：采用CTAB结合DNA凝胶回收试剂盒法提取四种主要食用菌病害组织样品的宏基因组DNA，用16S rDNA和18S rDNA通用引物分别对样品的基因组DNA进行PCR扩增、连接、转化并进行单克隆测序。每对引物随机挑取20个阳性克隆的rDNA序列进行比对，并对病害微生物的亲缘关系进行了初步分析，结果表明四种病害样品中两种为细菌性病害，两种为真菌性病害。

关键词：免培养；食用菌病害；rDNA 序列分析

中图分类号：Q789 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2013）06-0011-05

食用菌病害研究的传统检测方法主要包括分离、纯化、显微观察、染色技术、生理生化测定等[1]，所需时间长，准确性较低，往往需要结合其他鉴定技术（如PCR等分子技术）来提高其准确性。

自Pace等[2]首次提出环境宏基因组学、Handelsman等[3]提出基因组的定义以来，宏基因组学已作为新的分子生物学方法，成功应用于土壤[4]、海洋[5]环境微生物及消化道等菌群[6，7]的多样性研究中。宏基因组技术是以样品中的微生物群体总基因组作为研究对象，利用测序分析等生物信息学方法，基于非培养方式进行微生物群落多样性、种群结构、进化关系、功能活性、相互协作关系等的研究。本试验基于免培养技术直接提取病害样品的宏基因组DNA，以16S rDNA/18S rDNA为靶基因进行病害微生物鉴定及亲缘关系初步分析，为食用菌病害的分子检测方法研究提供了依据。

1 材料与方法

11 试验材料

111 材料 样品1为平菇黄腐病病样（PG，图1A），采自济南平阴县孔村镇食用菌基地；样品2为双孢菇褐斑病病样（SBG，图1B），采自菏泽市定陶县马集乡牛杨村双孢菇种植基地；样品3为鸡腿菇黑头病病样（JTG，图1C），采自济南平阴县孔村镇食用菌基地；样品4为金针菇疑似胡桃肉状菌病病样（JZG，图1D），采自济南遥墙食用菌种植基地。

112 试剂 CTAB、Tris碱、EDTA、SanPrep柱式DNA胶回收试剂盒、Taq PCR Master Mix、SanPrep柱式PCR产物纯化试剂盒等分子试剂，均购自上海生工生物工程有限公司。

113 引物 细菌16S rDNA通用引物[8]：XF： 5′-AGGCCTAACACATGCAAGT-3′，XR： 5′-ATTACCGCGGCTGCTGG-3′；真菌18S rDNA通用引物[9]：ZF： 5′-GCATCGATGAAGAACGCAGC-3′，ZR： 5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′；pUCm-T载体引物：TF： 5′-GTTGTAAAACGCAGGCCAG-3′，TR： 5′-CAGGAAACAGCTATGA-3′。引物合成及基因测序均由上海生工生物工程有限公司完成。

12 试验方法

121 总基因组DNA提取 将所采集样品的病害部位分离备用，采用CTAB结合DNA凝胶回收试剂盒法提取基因组DNA[10]。

122 PCR扩增及纯化 分别利用16S rDNA/18S rDNA通用引物对各个样品总基因组DNA进行PCR扩增，扩增体系按照试剂盒说明。PCR扩增条件：94℃预变性4 min；94℃变性30 s，50～55 ℃退火45 s，72℃延伸45 s，35个循环；72℃延伸10 min。并将其产物纯化，具体步骤参照试剂盒使用说明。

123 连接转化 参照T-载体PCR产物克隆试剂盒方法，将纯化的PCR产物与pUCm-T载体连接，转化大肠杆菌DH5α。

124 菌落PCR检测 利用pUCm-T载体的引物，根据单菌落PCR检测法[11]对从含有Amp的LB平板上挑取的单菌落进行PCR扩增，检测是否为阳性克隆。反应体系（25 μl）参照Taq PCR Master Mix使用说明。反应条件：96℃预变性10 min；94℃变性30 s，55℃退火45 s，72℃延伸1 min，35个循环；72℃延伸10 min。

125 序列分析 每个样品每对引物随机挑选20个阳性克隆进行测序。在GenBank中进行Blast序列比对，从基因数据库中下载病原菌属中代表种的16S rDNA或18S rDNA序列，利用MEGA 505等软件对所得序列及其它常见食用菌病原微生物模式种的序列进行初步的亲缘关系分析，构建病原菌属的系统发育树（N-J树）。

2 结果与分析

21 宏基因组DNA的提取

由图2可知，所得病害样品的宏基因组DN段比较完整，条带清晰，杂质含量较少，表明提取效果好，可以进行后续试验。

22 单菌落PCR验证

利用载体引物TF与TR对随机挑取的单菌落进行PCR扩增，10%琼脂糖凝胶电泳检测PCR扩增产物，结果表明，均能够扩增出与预计大小（16S rDNA约为510 bp，18S rDNA约为420 bp）相符的单一核苷酸片段（图3、图4）。

23 序列分析

样品1平菇黄腐病的测序结果经比对表明，20条真菌序列均与平菇Pleurotus ostreatus相关；细菌序列中荧光假单胞杆菌Pseudomonas fluorescens相关序列15条，鞘氨醇杆菌Sphingobacterium sp相关序列5条。比对结果用MEGA 505软件分析，从构建的N-J树（图5）可以看出，seq PG001与荧光假单胞杆菌（Pseudomonas fluorescens）的同源性较高，确定该菌群属于荧光假单胞杆菌。有报道称荧光假单胞杆菌可引起平菇的黄腐病[12]，鞘氨醇杆菌大量存在于环境中，目前还未有鞘氨醇杆菌能够引起平菇等食用菌病害的报道。

样品2双孢菇褐斑病的序列比对结果表明，细菌序列中假单胞杆菌Pseudomonas sp相关序列12条，鞘氨醇杆菌Sphingobacterium sp相关序列5条，土地杆菌Pedobacter sp相关序列3条。将对比结果构建N-J树（图6），结果表明，seqSBG001与假单胞杆菌（Pseudomonas sp）的同源性较高，seqSBG002与鞘氨醇杆菌（Sphingobacterium sp）的同源性较高，seqSBG003与土地杆菌（Pedobacter sp）的同源性较高。宋金俤发现双孢菇褐斑病的病原菌为假单胞杆菌[13]，土地杆菌普遍存在于土壤中，可由栽培覆土带入，目前还未有鞘氨醇杆菌或土地杆菌引起双孢菇等食用菌病害的报道。

样品3鸡腿菇黑头病的序列比对结果表明，所测得的细菌序列均与假单胞杆菌Pseudomonas sp相关；真菌序列中与轮枝菌Lecanicillium sp和鸡腿菇Coprinus comatus相关的序列各有10条。构建N-J树（图7）进行分析，seqJTG001与轮枝菌（Lecanicillium sp）的同源性较高，同时由于假单胞杆菌可引起食用菌子实体腐烂，表面发粘并且有臭味，而鸡腿菇黑头病的腐烂属于干腐型，表面呈灰状，无味，因此，可以初步判断鸡腿菇黑头病的病原菌为轮枝菌（Lecanicillium sp）。

样品4金针菇疑似胡桃肉状菌病的序列比对结果表明，20条真菌序列中与Pezizomycetes sp相关的序列有15条，与金针菇Flammulina velutipes相关的序列有5条；细菌序列中与鞘氨醇杆菌Sphingobacterium sp有关的序列16条，其它不可培养的细菌的序列4条。由图8的N-J树分析得出，seqJZG001与Pezizomycetes sp的同源性较高，seqJZG002与金针菇（Flammulina velutipes）的同源性较高，seqJZG003为不可培养的细菌（Uncultured bacterium），seqJZG004与鞘氨醇杆菌（Sphingobacterium sp）的同源性较高。Pezizomycetes sp 属子囊菌门（Ascomycota），盘菌亚门（Pezizomycotina），盘菌纲（Pezizomycetes）。由于病害发生于金针菇发菌期，初期为白色，后逐渐变为褐色，菌丝表面发干，而细菌在生长过程中会产生粘液，因此，初步推测病原菌为Pezizomycetes sp。据黄年来等[14]报道，引起胡桃肉状菌病的病原菌为胡桃肉状菌（Diehliomyces microsporus），本研究未能分离出相关序列。

3 讨论

荧光假单胞杆菌（Pseudomonas fluorescens）和假单胞杆菌（Pseudomonas sp）主要寄生在食用菌的子实体上，起初为小的黄色、褐色斑点，慢慢地发展成大块，整个菇体都变成黄褐色，最终使食用菌子实体腐烂。金针菇、滑菇、杏鲍菇、平菇及双孢菇等腐烂病主要是由荧光假单胞杆菌和假单胞杆菌引起的[12～15]，如平菇黄斑病、双孢菇干腐病的病原都是假单胞杆菌。鸡腿菇的黑头病是一种真菌性的病害，发病率较高，严重影响了鸡腿菇的生产。金针菇病害也多是真菌性的病害，主要发生在金针菇发菌期，抑制金针菇菌丝生长，使其无法出菇，最终导致减产甚至绝收。关于本试验得出的轮枝菌（Lecanicillium sp）和Pezizomycetes sp为病原菌的研究仍少有报道。

能够简便、快速、准确地检测食用菌病原菌是控制病害、防止病害快速蔓延的有效方法。相对传统微生物分离等方法，宏基因组等分子生物学技术为病原菌的快速检测开辟了新的途径。利用PCR技术对病原菌进行检测与诊断有着较高的特异性和灵敏度的要求，引物设计对PCR是至关重要的[16～18]。夏明星等利用荧光PCR技术快速准确地检测出引起番茄细菌性溃疡病的密执安棒杆菌密执安亚种[19]；张祥林等利用细菌16S rDNA研究西瓜细菌性果斑病，设计了能够检测病原菌的特异性引物[20]；宏基因组的研究也已应用于甘蔗、小麦、棉花、柑桔等病害的研究[21～24]。因此，建立基于免培养技术、快速高效的食用菌病害检测方法，为进一步的食用菌病害的防治研究奠定了基础。参 考 文 献：

[1] 张爱红， 苗洪芹几种植物病原细菌的检测和鉴定技术[J] 河北农业科学， 2008， 12（8）：30-32

[2] Schmidt T M， DeLong E F， Pace N RAnalysis of a marine picoplankton community by 16S rRNA gene cloning and sequencing [J] J Bacteriol， 1991， 173（14）：4371-4378

[3] Handelsman J， Rondon M R， Brady S F， et alMolecular biological access to the chemistry of unknown soil microbes： a new frontier for natural products [J] Chem Biol， 1998， 5（10）：245-249

[4] Jiae Y， Sangryeol RScreening for novel enzymes from metagenome and SIGEX， as away to improve it [J] Microbial Cell Factories， 2005， 4（1）：8-13

[5] 褚新明南海海洋微生物宏基因组文库中酯酶基因的筛选与鉴定[D] 合肥： 中国科技大学， 2008

[6] Gill S R， Pop M， DeBoy R T， et alMetagenomic analysis of the human distal gut microbiome [J] Science， 2006， 312（5778）：1355-1359

[7] Yatsunenko T， Rey F E， Manary M J， et al Human gut microbiome viewed across age and geography [J] Nature， 2012， 486：222-227

[8] 金 敏， 黄爱华， 陈照立， 等常见致病真菌通用引物PCR检测技术研究[J] 环境与健康杂志， 2009， 26 （11）：969-971

[9] 林居纯， 曹三杰， 蒋红霞， 等细菌16S rDNA基因芯片的构建及应用[J] 中国兽医杂志， 2011， 47（4）：6-8

[10] 杨同文， 马利华 CTAB结合DNA凝胶回收试剂盒提取食用菌DNA[J] 生物技术，2009， 19（1）：32-34

[11] 陈书霞， 王晓武， 房玉林单菌落PCR法直接快速鉴定重组克隆[J] 微生物学通报， 2006， 33（3）：52-56

[12] 李德舜， 曹新红， 苏 静， 等平菇黄腐病病原菌分离与鉴定[J]山东大学学报（理学版），2008， 43（1）：4-7

[13] 宋金俤食用菌病虫害彩色图谱[M] 南京：江苏科学技术出版社， 2004

[14] 黄年来， 林志彬， 陈国良， 等中国食药用菌学[M] 上海：上海科学技术文献出版社，2010（第1版上篇）

[15] 衣 杰， 刘晓红， 李云波几种常见食用菌细菌性病害的诊断及防治（一）——滑菇、金针菇[J] 中国食用菌， 2005， 24（2）：30-31

[16] Coplin D L， Majerczak D R Identification of Pantoea stewartii subsp stewartii by PCR and strain differentiation by PFGE[J] Plant Disease， 2002， 86（3）：304-311

[17] Frederick R D， Ahmad M， Majerczak D R， et alGenetic organization of the Pantoea stewartii subspstewartii hrp gene cluster and sequence analysis of the hrpA， hrpC， hrpN， and wtsE operons[J] Mol Plant-Microbe Interact， 2001， 14（10）：1213-1222

[18] 姬广海， 魏兰芳， 张世光 PCR技术在植物病原细菌研究中的应用[J] 微生物学通报， 2002， 29（4）：77-81

[19] 夏明星， 赵文军， 马 青， 等 番茄细菌性溃疡病菌的实时荧光PCR检测[J] 植物病理学报， 2006， 36（2）：152-157

[20] 张祥林， 伍永明， 王 翀， 等 西瓜细菌性果斑病菌的16S rDNA序列分析及特异性引物的设计[J] 植物病理学报， 2007， 37（3）： 225-231

[21] 颜梅新， 黄伟华， 黄诚华， 等 PCR技术在甘蔗病害检测中的应用[J] 广西农业科学， 2010， 41（12）：1299-1303

微生物的培养技术篇（2）

在诸多领域的工作中都涉及微生物检验环节，如食品、药品等的检验，对保障相关产品的质量具有重要作用。微生物检验也是实验室检测的重要手段，根据检测需要和实际情况采取相应的微生物检验手段能更好地提升微生物检验效果与水平，这就需要相关人员不断深入研究微生物检验技术，把握好微生物检验的发展趋势，使其在相关工作中得到更好的应用。

1、 微生物检验技术概述

微生物检验主要是对部分产品（一般是口服的食品、药品）中的微生物污染开展定性或者定量检验的技术。该技术涉及诸多领域与行业，如食品、饮用水、外用或口服的药品、需灭菌的产品和化妆品等，此类产品卫生标准有明确的规定，通过微生物检验技术对其微生物污染实现严格控制，避免各类有害病原微生物侵入人体而对广大消费者的健康造成危害。在微生物的常规检验中，主要的测定内容有需氧菌的总数、霉菌的总数、肠道的致病菌、化脓性的致病菌、食物的中毒菌、破伤风的厌氧菌、活螨虫和螨虫卵以及大肠菌群等。在微生物检验中，一定要严格执行检验的程序，在样品检验前一定要对操作的环境提前采取灭菌处理，操作期间谨防出现二次污染[1]。

在微生物检验中，基本操作有接种、分离纯化、培养、鉴定和保存等。在接种方面，常用的方法有划线接种、三点接种、穿刺接种、浇混接种、涂布接种、液体接种、注射接种、活体接种等。对培养基完成高压灭菌后，通过已灭菌处理的工具在无菌条件下进行含菌材料向培养基上接种。在分离纯化方面，若一个菌落内的所有细胞都来自一个亲代细胞，此菌落就被称作纯培养。在鉴定菌种时，用到的微生物要求是纯培养物，而纯培养物的获取就是分离纯化的过程，方法也有很多，如倾注平板、涂布平板、平板划线、富集培养、厌氧处理、单细胞分离等。在培养方面，以培养时对氧气的需求情况为标准，可以分为好氧培养、厌氧培养；以培养基的物理状态为标准，可以分为固体培养、液体培养。在鉴定方面，主要涉及形态学的观察、生理生化的试验、化学成分的分析、基因型的分析、系统发育的分析等内容。在保存方面，基本原理是挑选优良的纯培养物，使其处于休眠状态，然后人为创造有利于其休眠的环境，使其在长期保存后依然具备菌种原有的优良特性[2]。比较常用的方法有定期移植方法、液体石蜡方法、真空冷冻干燥法、低温冻结方法等。

2、 基因检测在微生物鉴定中的应用进展

在微生物鉴定中，基因检测是一种新技术，目前已经研究出下一代测序（Next Generation Sequencing,NGS），此方法主要是对大量DNA的小片段进行检测，通过特定算法对个体检测的数据与参考基因的序列实施对比，发现可能存在的变异情况。以医学临床中的微生物检验为例，NGS可以用于感染性疾病病原体的鉴定。对病原微生物的传统鉴定方法主要包括涂片镜检处理、分离培养、质谱和生化反应等，但此类方法呈现出周期长、灵敏度低和过程复杂等缺点，对分枝杆菌的菌种鉴定用时需30～40 d，对苛养菌、病毒等的培养条件也极为苛刻，大大增加了培养的难度。分子诊断基于聚合酶链反应（Polymerase Chain Reaction,PCR）有效解决了上述病原体的鉴定问题，但不能解决未知的微生物检验难题，因为未知的微生物核酸序列也未知，无法设计引物，这也成为该技术最大的难题[3]。在NGS检测中，不需要对病原体实施分离培养处理，也不依赖已知的核酸序列，能直接实现标本的测序、鉴别，有效节省了检测时间、提升了诊断效率，在对未知物种和难培养病原体的鉴定中具有显着的优势。在对病原体的鉴定中，NGS的应用主要包括两种方法，分别是r RNA基因测序、全基因组测序（Whole Genome Sequencing,WGS）。其中，r RNA基因测序法在临床上主要用于细菌和真菌等鉴定，也是菌群分析环节的基础；WGS和r RNA基因测序方法相比，WGS能获取更加全面的信息，适合在病毒的鉴定中使用。大部分的病毒是不可培养的，且存在高度变异的情况，NGS和基因芯片、Sanger测序法等相比，NGS具有更高的效率，也不需要设计特定探针，适用于复杂的临床标本病毒鉴定。

3 、微生物鉴定技术的研究进展

微生物鉴定的定义是以现有的分类系统对未知微生物的特征实施测定，以对其实施细菌、霉菌和酵母菌等大类区分，或对属、种和菌株水平进行确定的过程。在鉴定污染微生物时，一般结合鉴定的水平合理选择鉴定的方法。在微生物的鉴定中，传统方法（经典的生化反应、革兰氏染色的显微镜鉴别等）一般适用于大多数非无菌类药品的生产以及部分无菌生产环境中的风险评估。但在药品的微生物污染相关事件中，通过传统的方法并不能满足快速分型、准确鉴定和溯源分析等需求，所以，研究分子生物学时产生的基因型鉴定法逐渐得到应用[4]。

采用传统技术鉴定表型主要包括菌落形态的观察、染色、生化鉴定、显微镜检查等环节，呈现出成本低和便于操作等优点。但微生物表型存在一定的可变性，不同的生长环境会对其表观形态产生影响，如不同培养基内的微生物可能有不同的颜色。同时，传统表型鉴定技术对人员经验和培养条件较为依赖，在一些生长缓慢、培养难度大、需特殊营养的微生物鉴定中具有很大的局限性。随着社会的发展，现代化的微生物鉴定技术逐渐在药品污染的微生物鉴定、溯源分析以及污染调查等方面得到广泛运用，此类技术实现了对传统表型鉴定的拓展与丰富，如生化鉴定系统（如VITEK和API的系统）、FTIR（傅里叶红外光谱）、MALDI-TOF-MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱）、以碳源分析为基础的全自动化微生物鉴定系统、脂肪酸鉴定系统等，有效提升了微生物的鉴定效率和药品质量的控制水平。

随着鉴定技术的发展，基因型鉴定技术被研发出来，这是一种以微生物的基因序列为基础，对其分子实施生物学鉴定的技术，不依赖微生物的培养，是一种现代化的鉴定技术类型。基因型鉴定技术和表型鉴定技术存在很大不同，其数据库较为完善，能以微生物的遗传物质为基础，通过差异分析对微生物进行鉴定，呈现出高效率、高准确度和高通量等特点。在自然环境中，约有10%的物种能以分离培养的方法获取，以微生物的培养为基础的传统表型鉴定具有很大的应用局限性，而采用基因型鉴定，以16S r RNA的高通量式测序法获取的微生物群落信息就十分全面。当然，基因型鉴定也有一定的缺陷，使用16S r RNA法时，不能对某些亲缘较近、不明显的特征序列类微生物进行准确鉴定；采用高通量的测序分析混合样本时，不能有效排除已死亡的微生物干扰因素等[5]。

4、 微生物检验技术的发展趋势

在微生物检验技术的发展过程中，逐渐产生了很多技术类型，各有优缺点。为了有效地弥补各检验方式的缺陷，可以对多种方式实现联合运用。在选择检验方式时，需要综合考虑相应条件，特别是检验中对灵敏度的要求。因此，提升灵敏度、消除假阳性是检验技术研究过程中的重要关注内容。在计算机技术迅速发展的背景下，微生物检验技术朝着高度自动化以及简便快速的方向发展。目前，分子生物学相关技术在自动化的仪器联合中，已经被运用于病原菌的诊断和鉴定、耐药基因的检测等方面。要想实现高质、高效和价格低廉等有效统一，就要改变临床中病原菌的检验现状以及传统观念，在各学科的交叉发展中，新型检验技术也会越来越多。

近年来，新型技术得到了迅速发展，如电化学和比浊法等技术，可以对药品内的活微生物实现直接测定；固相细胞的计数法以及流式细胞的计数法等，能分析微生物细胞内的特定成分。上述技术能提高药品检测的准确性，也能保证检测人员的安全，因此，应用前景十分广阔。基于技术的迅速发展，要想实现药品中微生物检验的进步，还要完善检验标准，提升相关检验人员的综合素质和专业水平。因为药品检验期间需要人工操作，操作人员的技术水平会对检测结果产生直接影响。为了提升操作人员的技术水平，要对检测人员开展定期培训。目前，在药品微生物的检验中，软硬件设备都得到了显着改善，且药品的微生物检验技术也朝着标准化方向发展，特别是对无菌制剂的研究已取得显着成就，推动着检验项目和方法、药典制定的依据等朝着更科学的方向发展[6]。

5 、结语

微生物的检验在诸多领域得到了应用，也逐渐产生了很多检验技术和方法，各有优点与不足。为了促进相关技术作用的充分发挥，还需要对检验技术不断进行研究，把握好检验技术的发展趋势，推动检验技术的现代化发展。

参考文献

[1]白梅临床微生物检验的快速诊断技术研究进展[J]家庭医药，2018(7):59.

[2]李茂峰.食品微生物快速检测技术及其自动化研究进展[J].食品安全导刊, 2017(18):120.

[3]王颖临床微生物快速检验技术研究进展[J]医药前沿, 2017(23):6-7.

微生物的培养技术篇（3）

1.引言

微藻生物技术兴起于20世纪50年代,它可以被理解为,以微藻生物学为基础,利用微藻生物体系和工程原理,提供商品和社会服务的综合性科学。其本质上与农业生物技术相似,即利用太阳光能大量生产生物量,用作人类的有机资源[1]。微藻生物技术发展至今大致可分为两个阶段。1940年―1980年,初步形成一个比较完整的微藻生物技术体系。此时期开发出的用于培养小球藻、螺旋藻和盐藻的开放式培养系统在许多国家和地区得到了成功推广,使人类看到了微藻生物技术的巨大经济潜力。1980年―2000年,微藻生物技术迅速发展,形成了富有特色的微藻生物技术研究体系。目前,全球微藻年产量约8,000―10,000吨,广泛应用于食品、饲料、精细化工原料、医药和航空航天等领域,前景十分广阔。

我国20世纪50年代中期进行微藻的相关研究,70年代至80年代对螺旋藻、盐藻及一些固氮蓝绿藻的培养与应用等研究取得了一定的成绩。90年代后期,我国微藻生物技术快速发展。迄今,我国在藻种选育、培养技术、生物活性成分的分离制备、生物转化、工厂化培养、微藻保健食品和海水养殖等方面,已达到或接近国际水平。

近年来,随着陆地资源的衰竭,丰富的海洋微藻资源成为人们关注的热点。尤其是海洋微藻在保健食品、药物、饲料、化妆品、生物农药和污水治理等方面展现的应用前景,为微藻生物技术产业的快速发展带来了良好的契机[2]。在微藻生物技术应用日益广泛的今天,如何利用微藻生物技术专业凸显海洋特色,对人才培养,突出我校办学的海洋特色,以及“江苏省海洋大学”的申报等意义重大。

2.创建微藻生物技术专业,在经济和社会发展需要中体现我校海洋特色

自人们认识到微藻的开发价值和巨大经济潜力以来,微藻生物技术得到了迅速发展。全世界有关微藻生物技术的专利在1953―1980年的27年间共77项,平均每年仅2.85项;在1981―1993年间却达到了194项,平均每年16.17项;微藻生物技术也从实验室走向了产业化,为人类新资源的开发开创了新天地。近年来美国、德国和日本等发达国家已经把海洋生物技术列为重点发展方向,尤其是将海洋微藻的大规模培养及其天然活性物质的分离提取等技术放在首位。

我校可通过借鉴国内中国科学院有关研究所、烟台大学、大连理工大学、中国海洋大学、厦门大学等单位在微藻研究领域等的成果和经验,精心做好专业建设规划,对构建微藻生物技术特色专业的人才培养方案和人才培养模式、课程体系与实验室建设、校外实习基地建设等进行详细规则[3,4]。同时我校海洋学院也可以将传统的生物工程、水产养殖、食品科学与工程和海洋科学等学科交叉融合,通过整合人力、物力资源,进行微藻生物技术专业的创建。海洋学院利用现有的研究条件和研究队伍,以及国内微藻生物技术的的研究成果,可使该专业具有较高的整体水平,并逐步形成专业特色[5]。我国本科高校,多将微藻生物技术归属于水产养殖学科,或列入海洋生化工程学科的研究方向下,而未作为一个独立的专业。在此契机下,创建微藻生物技术专业恰能凸显我校的海洋特色。

与其它生物技术相比,我国微藻生物技术尚处于初级发展阶段,还存在许多“瓶颈”,需要多学科的通力合作。针对国内外研究现状,积极开展基于经济和社会发展需要的微藻生物技术专业的建设,可为国内微藻生物技术产业的发展提供很好的人才保障。同时,结合经济建设和社会发展的需要,该专业可积极开展β胡萝卜素、医药品、色素、高价值油脂及动物饲料等微藻生物制品的研究。

3.强化微藻生物技术专业优势,以科研实力支撑我校海洋特色

科学研究是探索自然、社会与思维等事物的性质和客观规律。我校海洋学院在海洋生物学(省级重点建设)、水产品加工和水产养殖(校级重点建设)等三个学科涵盖的“重要海洋生物种质资源的保护和利用”、“海洋生物活性物质研究和利用”、“水产品精深加工技术研究和质量安全”、“海洋生态与环境”五个相对稳定的研究方向下,积极开展了微藻生物技术方向的科学研究,在海洋微藻的化感作用、海藻与赤潮藻类的化感作用、海洋微藻的光衰减、海洋微藻多糖的合成、分离和纯化、海洋微藻种质库的建立、海洋经济微藻浓缩与保存技术产业化应用试验、抗生素对海洋微藻的促生长作用、螺旋藻的海水驯化及其对生产性能的影响、微波法提取雨生红球藻中的虾青素等省教育厅、江苏省重点实验室和校级课题的研究上获得了一些有价值的科研成果。

同时,我校海洋学院拥有学术水平较高的结构合理的科研团队,在海水增养殖技术、海洋生物病害防治、海洋微生物酶类、海洋鱼贝类加工及保鲜、海洋活性物质研究等方面取得了许多高水平的研究成果。近5年500余篇,出版学术专著和教材多部,获发明专利9项,科技成果转让多项,直接经济效益数千万元。目前,承担各级各类项目50多项,其中主持和承担部级项目9项(主持国家自然基金1项、承担国家自然基金4项、主持国家重点实验室项目2项),承担省级项目30多项(其中主持省科技厅项目3项)。以上科研成果可逐步构成稳定的微藻生物技术专业的研究方向,并强有力地支撑我校办学的海洋特色。

4.培养优秀专业人才,将我校海洋特色与地方经济紧密结合

我校是江苏省特别是苏北地区相关行业和领域内人才培养、科学研究与技术开发的重要基地之一。微藻生物技术专业可紧密围绕地方经济发展需要,以培养应用型人才为主,使本专业毕业生就业立足本省,重点满足企事业需要。在专业人才培养过程中,通过强化实验教学和以双赢校外实习基地为平台的实践环节教学体系,培养学生的创新能力和实践能力,使他们成为既具有浓厚创新意识和创新能力,又能积极参与地方经济建设的人才[6,7]。

近年来,连云港赣榆、灌云、灌南和东海等县海水养殖业异军突起,成为致富渔民的支柱产业。特别是贝类养殖、鱼虾养殖迅速崛起,对饵料的需求急剧激增,也对饵料质量提出了更高的要求。鉴于此,微藻生物技术专业可依托我校重点实验室,将鱼虾贝类的生理特征、生活习性、企业标准的优质微藻饵料的制备等作为研究课题,采用开放实验,专业综合实验,以及毕业设计与论文等方式,培养基于连云港地方经济需求的优秀的应用型人才,从而将我校海洋特色与地方经济紧密结合,实现高等学校人才培养、科学研究和社会服务的三大功能。

5.努力推进成果转化,在开展科技合作中融合我校海洋特色

可持续发展是21世纪科学技术研究的主导方向,目前绝大部分化工产品的原料来自于石油,随着石油资源的日益枯竭,近年来人们的目光聚焦于可再生的生物资源,其中通过水生微藻养殖制备全新的燃料源成为备受关注的亮点。我国具有可观的海洋微藻资源总量,专家认为这为我国在寻找石油替代品的研究提供了一次历史机遇,做好微藻制备燃料源的开发与产业化工作,对我国可持续发展战略具有重要意义。

早在1978年,美国在“水生种类计划”研究中就已经证实能够利用微藻制造生物柴油。他们指出,用微藻来生产生物柴油已经比矿物油具有价格竞争力,并且能减排柴油发电机废气中高达92%的CO2和氧化氮。10―20年后,当容易开采的石油接近枯竭,全球变暖加剧,微藻生物柴油相对昂贵的石油替代品,如页岩油和沥青砂油,将具有更大的价格竞争力。鉴于此,微藻生物技术专业可利用我校的交叉学科优势,积极开展基于微藻资源的全新的燃料源的研究开发工作。而且可以从微藻中提取出更多的生物制品和副产品,进一步提高微藻培养的经济性。其产量高、需水少、肥料效率高,潜在产量超过陆地农作物产量的30倍,海洋微藻的生产优势,加上燃料制取技术的不断进步,可保证微藻生物技术专业在开展科技合作中很好地融合我校的海洋特色。

6.结语

当今,人类正面临人口膨胀、陆地资源减少和环境恶化这三大全球性问题。开发利用海洋资源是解决这些问题的重要途径之一,一场以开发海洋生物资源为标志的“蓝色革命”正在世界范围内蓬勃兴起。我们相信,随着人类对微藻的深入认识和了解,随着高新技术和人力物力的大量投入,以及各学科乃至世界各国间的广泛合作,微藻生物技术必将成为解决人类食品和能源的主要途径,为人类的生存作出贡献。与此同时,我校在其建设与发展过程中,积极探索微藻生物技术专业的建设,对凸显我校海洋特色,以及推动地方经济健康、快速发展意义深远。

参考文献:

[1]王长海.微藻与微藻生物技术[J].渔业现代化,2006,1:20-22.

[2]管华诗,耿美玉,王长云.21世纪中国海洋药物.中国海洋药物,2004,4:44-47.

[3]韩新,潘志权,丁一刚等.化工特色生物技术新专业建设实践[J].化工高等教育,2008,6:31-33.

[4]胡兴昌.生物技术专业建设的探索性研究[J].上海师范大学学报(教育版),2003,32(3):38-41.

微生物的培养技术篇（4）

蘑菇培养料发酵技术是蘑菇生产的核心技术之一，历来是蘑菇生产的科研攻关课题之一。培养料的发酵技术经不断更新和发展，已由最初的简单堆肥发酵技术发展到今天的免加温发酵技术，并在蘑菇生产上逐渐推广。福鼎市是全国双孢蘑菇生产主要基地之一，每年蘑菇的产销量占福建省产销量的30%左右。在从事30多年的蘑菇生产实践经验和培养料发酵技术研究、应用的基础上，笔者对蘑菇培养料主要发酵技术的基础理论和应用粗浅论述如下。

1一次发酵技术

1.1基础理论

蘑菇培养料的一次发酵技术，亦称常规的传统发酵技术，根据辛登—豪泽短期堆制的原理发展而成。通过采用物理调控，为自然存在的有益微生物创造一个良好的生态环境，满足其生长繁殖，经生化作用后积蓄了蘑菇生产所需的营养物质。

1.2应用

20世纪90年代初，我国蘑菇培养料发酵基本上采用这项技术，其技术流程：草料预湿——建堆（加入配料）——一次翻堆——二次翻堆……最后翻堆——上料铺床，共要翻6次堆；发酵程式（天数）分别是7d、6d、5d、4d、3d，总计28d。若用早稻草作为培养料则需25d。一次发酵技术工艺简单，容易操作，但如果人工操作要领掌握不好，极易影响发酵质量。在实际生产中，经常出现发酵质量差，不是厌气发酵的比重大（烂料多），就是冷却层比重大（生料多），很难达到预期效果。针对以上缺点，我们结合多年生产实践，采用改进的“三角架”增氧发酵法，比常规发酵在技术上有了创新，效果较好，但该法仍存在许多不足之处：一是发酵时间长，费时；二是翻堆次数多，费工；三是劳动强度大，费力；四是养分损耗大，耗料。目前，该项技术主要用于我市田春菇栽培上。

2二次发酵技术

2.1基础理论

1934年，美国科学家兰伯特分别用厌氧发酵区、好氧发酵区、干燥冷却区的蘑菇堆料栽培蘑菇。经研究，发现用好氧发酵区的堆肥栽培蘑菇，产量最高；而其他温度区的堆料，再经过50～55℃高温，并结合适当增氧堆制再次发酵后用于栽培蘑菇，产量也相应提高。由此逐步发展形成二次发酵技术，亦称后发酵、巴氏消毒。二次发酵分为两个阶段：

（1）升温阶段，即巴氏消毒阶段。这个阶段要在57~60℃高温下维持6~8h，主要有三个方面作用：一是杀死病原菌、寄生虫以及各类害虫的卵、幼虫及成虫；二是促使嗜热性微生物大量繁殖，更加旺盛地分泌水解酶类；三是前发酵的粪草未完全分解部分在酶的作用下加速分解，形成腐殖质一类化合物供蘑菇菌丝利用。

（2）控温阶段。这个阶段要适时通风降温至48~52℃并维持4~6d，主要有两个方面作用：一是改善培养料中氧的供应状况，创造嗜热微生物群繁殖最佳生态环境。嗜热放线菌利用堆肥在发酵中残留的氨转化为氮源，嗜热微生物群增殖，加速基质降解，产生聚糖类物质、烟酸、B族维生素及氨基酸等以利蘑菇菌丝吸收；二是继续杀死病原菌。

2.2应用

在实际应用中，经常规堆制前发酵的培养料应迅速搬进菇房进行后发酵处理，培养料应集中堆放于中间3层床架上，底层不放料。堆放时要求培养料疏松、厚薄均匀，并密闭四周薄膜，促其自热。当升温至48~52℃时，进行蒸气加热巴氏消毒（亦可采用明火加温法），使料温升至57~60℃，保持8~10h后，控制炉火，降温至50~52℃，保持此温度继续培养4~6d。视料温情况启闭地面薄膜通风1~2次，每次数分钟，待培养料氨味消失，并大量繁殖白色嗜热性放线菌后，即可结束。如培养料仍有氨味，须继续培养至氨味消失。

我市近20多年来一直采用二次发酵技术，生产中要注意：①在后发酵期间，测温时，人不能进入菇房，只能将温度计置于竹竿内前端，由菇房外插入料中测温；②发酵结束，进入菇房前必须打开四周薄膜通风换气，以防缺氧和一氧化碳中毒。

3 免加温发酵技术

3.1基础理论

免加温发酵技术是以现代微生物学理论为指导，采用微生物调控技术，在强势复苏型有益微生物群体增殖活动的主导作用下，迫使其他微生物顺从，进而使培养料进行有

价值地发酵。由于有益的微生物群体活动，原来不能共生的菌类，通过相互交换食饵和生成条件，达到共同生存、发展的目的。例如：光合细菌是厌氧菌，可将来自太阳热能作为能源，合成抗氧化物质、氨基酸、糖类等各种有利的物质；固氮菌是好气菌，可将大气中的氮变成蘑菇能够吸收利用的物质，固氮菌以有机质为食饵，它的排泄物是光合细菌喜食的食饵，而光合细菌排泄物是固氮菌的食饵。这种食饵交换循环建立以后，一旦固氮菌过分繁殖则处于缺氧状态，通过光合菌的作用，就能够共存。总的来说，通过有益微生物群体活动，使培养料在发酵中增加抗氧化物质，集结能量抑制，消减有害的活性氧化成分，大大改善蘑菇培养料的生态环境条件，促进蘑菇菌丝的健康生长，从而达到提高蘑菇产量和质量的目的。

3.2应用

免加温发酵技术工艺流程：稻草预温——建堆（加肥、加发酵剂）——一翻——二翻——三翻（加石灰和石膏）——四翻——上料铺床，发酵程式（天数）分别为5d、4d、4d、3d，总计20～22d。在生产实践中需注意以下几方面：

（1）堆料不宜过高，最好是80cm左右为宜。若冬天堆料可适当加高一些，但也不宜超过100cm，宽、长不限，可根据地形而定；由于增温催熟剂的加入，高活性有益微生物群体繁殖非常迅速，温度上升的非常快，若按传统方法堆料过高，则很容易因中部温度过高而造成营养损耗；同时由于过高的料堆也因物料的软化导致物料间空隙度缩小而减少供氧量，从而造成局部厌氧发酵。

微生物的培养技术篇（5）

蘑菇培养料发酵技术是蘑菇生产的核心技术之一，历来是蘑菇生产的科研攻关课题之一。培养料的发酵技术经不断更新和发展，已由最初的简单堆肥发酵技术发展到今天的免加温发酵技术，并在蘑菇生产上逐渐推广。福鼎市是全国双孢蘑菇生产主要基地之一，每年蘑菇的产销量占福建省产销量的30%左右。在从事30多年的蘑菇生产实践经验和培养料发酵技术研究、应用的基础上，笔者对蘑菇培养料主要发酵技术的基础理论和应用粗浅论述如下。

1一次发酵技术

1.1基础理论

蘑菇培养料的一次发酵技术，亦称常规的传统发酵技术，根据辛登—豪泽短期堆制的原理发展而成。通过采用物理调控，为自然存在的有益微生物创造一个良好的生态环境，满足其生长繁殖，经生化作用后积蓄了蘑菇生产所需的营养物质。

1.2应用

20世纪90年代初，我国蘑菇培养料发酵基本上采用这项技术，其技术流程：草料预湿——建堆（加入配料）——一次翻堆——二次翻堆……最后翻堆——上料铺床，共要翻6次堆；发酵程式（天数）分别是7d、6d、5d、4d、3d，总计28d。若用早稻草作为培养料则需25d。一次发酵技术工艺简单，容易操作，但如果人工操作要领掌握不好，极易影响发酵质量。在实际生产中，经常出现发酵质量差，不是厌气发酵的比重大（烂料多），就是冷却层比重大（生料多），很难达到预期效果。针对以上缺点，我们结合多年生产实践，采用改进的“三角架”增氧发酵法，比常规发酵在技术上有了创新，效果较好，但该法仍存在许多不足之处：一是发酵时间长，费时；二是翻堆次数多，费工；三是劳动强度大，费力；四是养分损耗大，耗料。目前，该项技术主要用于我市田春菇栽培上。

2二次发酵技术

2.1基础理论

1934年，美国科学家兰伯特分别用厌氧发酵区、好氧发酵区、干燥冷却区的蘑菇堆料栽培蘑菇。经研究，发现用好氧发酵区的堆肥栽培蘑菇，产量最高；而其他温度区的堆料，再经过50～55℃高温，并结合适当增氧堆制再次发酵后用于栽培蘑菇，产量也相应提高。由此逐步发展形成二次发酵技术，亦称后发酵、巴氏消毒。二次发酵分为两个阶段：

（1）升温阶段，即巴氏消毒阶段。这个阶段要在57~60℃高温下维持6~8h，主要有三个方面作用：一是杀死病原菌、寄生虫以及各类害虫的卵、幼虫及成虫；二是促使嗜热性微生物大量繁殖，更加旺盛地分泌水解酶类；三是前发酵的粪草未完全分解部分在酶的作用下加速分解，形成腐殖质一类化合物供蘑菇菌丝利用。

（2）控温阶段。这个阶段要适时通风降温至48~52℃并维持4~6d，主要有两个方面作用：一是改善培养料中氧的供应状况，创造嗜热微生物群繁殖最佳生态环境。嗜热放线菌利用堆肥在发酵中残留的氨转化为氮源，嗜热微生物群增殖，加速基质降解，产生聚糖类物质、烟酸、B族维生素及氨基酸等以利蘑菇菌丝吸收；二是继续杀死病原菌。

2.2应用

在实际应用中，经常规堆制前发酵的培养料应迅速搬进菇房进行后发酵处理，培养料应集中堆放于中间3层床架上，底层不放料。堆放时要求培养料疏松、厚薄均匀，并密闭四周薄膜，促其自热。当升温至48~52℃时，进行蒸气加热巴氏消毒（亦可采用明火加温法），使料温升至57~60℃，保持8~10h后，控制炉火，降温至50~52℃，保持此温度继续培养4~6d。视料温情况启闭地面薄膜通风1~2次，每次数分钟，待培养料氨味消失，并大量繁殖白色嗜热性放线菌后，即可结束。如培养料仍有氨味，须继续培养至氨味消失。

我市近20多年来一直采用二次发酵技术，生产中要注意：①在后发酵期间，测温时，人不能进入菇房，只能将温度计置于竹竿内前端，由菇房外插入料中测温；②发酵结束，进入菇房前必须打开四周薄膜通风换气，以防缺氧和一氧化碳中毒。

3 免加温发酵技术

3.1基础理论

免加温发酵技术是以现代微生物学理论为指导，采用微生物调控技术，在强势复苏型有益微生物群体增殖活动的主导作用下，迫使其他微生物顺从，进而使培养料进行有

价值地发酵。由于有益的微生物群体活动，原来不能共生的菌类，通过相互交换食饵和生成条件，达到共同生存、发展的目的。例如：光合细菌是厌氧菌，可将来自太阳热能作为能源，合成抗氧化物质、氨基酸、糖类等各种有利的物质；固氮菌是好气菌，可将大气中的氮变成蘑菇能够吸收利用的物质，固氮菌以有机质为食饵，它的排泄物是光合细菌喜食的食饵，而光合细菌排泄物是固氮菌的食饵。这种食饵交换循环建立以后，一旦固氮菌过分繁殖则处于缺氧状态，通过光合菌的作用，就能够共存。总的来说，通过有益微生物群体活动，使培养料在发酵中增加抗氧化物质，集结能量抑制，消减有害的活性氧化成分，大大改善蘑菇培养料的生态环境条件，促进蘑菇菌丝的健康生长，从而达到提高蘑菇产量和质量的目的。

3.2应用

免加温发酵技术工艺流程：稻草预温——建堆（加肥、加发酵剂）——一翻——二翻——三翻（加石灰和石膏）——四翻——上料铺床，发酵程式（天数）分别为5d、4d、4d、3d，总计20～22d。在生产实践中需注意以下几方面：

（1）堆料不宜过高，最好是80cm左右为宜。若冬天堆料可适当加高一些，但也不宜超过100cm，宽、长不限，可根据地形而定；由于增温催熟剂的加入，高活性有益微生物群体繁殖非常迅速，温度上升的非常快，若按传统方法堆料过高，则很容易因中部温度过高而造成营养损耗；同时由于过高的料堆也因物料的软化导致物料间空隙度缩小而减少供氧量，从而造成局部厌氧发酵。

微生物的培养技术篇（6）

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）09-0032-02

《微生物学及检验技术》是高职院校生物食品类专业的重要专业基础课程之一，是一门融基础微生物理论和实践操作技能于一体的课程。2010年，我院生物类专业实现了大类招生，统一了生物类各专业的相关专业基础课程，《微生物学及检验技术》课程同时面向生物技术及应用、食品营养与检测、生物制药三大专业的全体学生，旨在为学生对农产品、食品及药品检测等后续课程的学习，考取食品、药品检验工等职业资格证书，为从事食品药品生产、检验等岗位工作及日后发展奠定良好的基础。但该课程现有的教材体系都是按传统学科知识体系的框架编排的，教学过程中虽然加强了实践技能的培养，但理论教学与实践相脱离，难以充分发挥学生的主观能动性，从而使培养的学生操作技能不强，职业素质不高。因此，如何使该课程的教学目标与社会的职业需求建立起有机联系，开展与实际操作技能有机结合的“教学做”一体化教学和行动导向的课程项目化教学，就成为该门课程研究和探索的重要内容。笔者拟主要结合专业培养目标，从《微生物学及检验技术》这门课程的设计理念、课程教学目标、教学内容设计和教学方法等方面，探讨该课程的项目化教学改革，以期使所培养的学生能熟练掌握微生物的操作技能，为将来从事微生物检测工作奠定良好的职业基础。

课程设计理念

将整体化的职业分析作为教学设计的基础，构建突出职业能力培养的课程培养体系。根据毕业生反馈和企业调研等方式对微生物检测岗位进行分析，确定该岗位的典型工作任务，在此基础上明确完成相关工作任务所需要的知识、能力与素质，以行动导向完成课程内容的整体项目化设计。

在具体的课程设计过程中，按照理论与实践一体化的教学原则和要求进行课程教学内容的编排，打破原有学科体系教材《微生物学》的章节界限，整合实用性教学内容，将技能教学内容以项目的形式组成教学单元，将需要的每部分理论知识点和技能加以组合，以微生物培养和检验技能为主线，将《微生物学》学科体系的理论知识融入微生物的各项操作任务之中，确定教学内容，设计实训项目。通过由简单到复杂，由基础到综合的项目工作任务的完成，培养学生具体的实践操作能力，使其掌握微生物检验的技巧与方法，并在此过程中培养学生处理和解决实际工作问题的能力。

课程教学目标

《微生物学及检验技术》课程参照食品、药品检验工等职业资格要求和学生将来从事食品药品生产、检验等岗位工作的行业规范标准要求，实现职业技能培养目标。具体知识目标、技能目标、态度目标如表1所示。

课程内容设计

课程内容设计以具体的工作项目为载体，以典型工作任务整合课程的理论与实践，增强学生的职业观念，在完成项目工作任务的过程中掌握职业岗位（群）技能。结合认知规律，每个教学项目按照从简单到复杂，从易到难的循序渐进的方法进行课程内容的构建。教学项目的安排要具有代表性、覆盖性、典型性。第一个项目主要训练、培养学生掌握微生物的基本理论知识和基本操作技能，后面三个项目主要根据企业微生物检验岗位工作任务要求，以某一类食品为项目载体，培养学生熟练掌握企业常检微生物的检验技术，熟悉相关标准，具备良好的微生物检验技能和职业素质。具体的教学项目设计如表2所示。

行动导向教学模式的改革实践

在具体教学过程中实现“教中学、学中做，学做结合”一体化教学，以能力训练为中心，以能力培养为主线，侧重于培养学生的职业能力。积极推行“学生为主体、教师为主导、项目为载体”的教学模式。对原有教材体系中偏重理论知识，缺少可操作性和实用性的教学内容进行摒弃，探索项目课程设计教案，以能力训练方式将要用到的学科理论知识融入学习项目中，使学生了解微生物检测岗位典型的工作内容和形式。通过项目工作任务的完成，实现学生实训环节，培养学生具体的实践操作能力、处理和解决实际工作问题的能力。每个项目均以“资讯、决策、计划、实施、检查、评价”六步法进行教学实施，具体如表3所示。

《微生物学及检验技术》是一门基础性、应用性、实践性都很强的课程，根据人才培养方案中的微生物检测岗位的职能要求选择和设计教学实训项目，对传统教学中理论学习与技能训练割裂的教学内容重新整合，进行课程项目化教学改革与实践，可以大大激发学生学习的积极性。但在教学改革过程中，也出现了一些新的问题，如在项目实施过程中，因微生物培养特性需要连续几天才能完成某个微生物指标的检验，这就需要在制定人才培养方案的过程中，注意根据课程的要求安排教学进程。另外，因学生人数较多，教师在操作指导上不能同时兼顾所有的学生，因此，需要在日后的教学实践中不断探索，使所培养的学生能正确掌握微生物的操作技能和检验技术。

参考文献：

[1]包永华，叶素丹.高职《食品标准与法规》课程设计初探[J].职业教育研究，2011（5）：35-36.

[2]陈珊.高职《发酵工艺学》课程教学设计初探[J].职业教育研究，2011（5）：81-81.

微生物的培养技术篇（7）

无土栽培是指不用天然土壤，而使用营养液或固体基质加营养液的栽培方法。固体基质或营养液代替天然土壤向作物提供良好的水、肥、气、热等根际环境条件，使作物完成从苗期开始的整个生命周期。无土栽培是实现蔬菜由传统大田生产向工厂化、规模化、集约化转化的新型栽培方式。

无土栽培的植物主要依靠营养液提供生长发育所必需的营养元素。目前营养液的使用存在以下问题：①营养液容易缺氧。无土栽培尤其是水培，因营养液层较深、根系活动范围小，容易造成氧气供应不足。作物根系缺氧时，其生长缓慢，水分及养分吸收减弱，从而影响地上部分生长，导致产量下降。②营养液的循环使用容易接触病原菌。植物根系一旦染病，传播会非常迅速，短时间内就能使整个栽培系统全部染病，造成重大的经济损失。因此，开发一种经济高效的循环营养液增氧和消毒方法成为亟待解决的重要课题。

营养液增氧和消毒的方法

增氧技g

在植物根系生长发育过程中，呼吸过程要消耗氧气，为使其能正常生长就需要有足够的氧气供应。无土栽培植物根系生长环境可以是在类似土壤的生长基质中，也可以是在与土壤环境截然不同的营养液中。因此，在无土栽培中根系氧气的供给是否充分及时，往往会成为制约作物生长的重要因素。

营养液中氧气溶解量可以用溶解氧浓度（DO）表示。溶解氧浓度是指在一定温度、一定大气压力条件下，单位体积营养液中溶解的氧气的数量，以毫克/升（mg/L）表示。营养液中溶解氧的多少与液温、大气压有关，温度越高大气压力越小，营养液的溶解氧含量越低；反之，温度越低大气压力越大，其溶解氧的含量越高。这是导致夏季高温季节水培植物根系容易缺氧的一个原因。

在植物生长过程中，营养液中溶解氧还与植物根系和微生物的呼吸有关，同一植物在白天和夜间对营养液中的溶解氧的消耗量也不尽相同。晴天时，温度越高，日照强度越大，植物对营养液中溶解氧的消耗越多；在阴天，温度低或日照强度小时，植物对营养液中溶解氧的消耗较少。植物根系的耗氧量与根系数量、呼吸数量、呼吸强度成正比，因此耗氧量取决于植物种类、生育时期、种植密度。生长过程耗氧量大、处于生长旺盛期以及每株植物平均占有营养液液量少的植物，则营养液中的溶解氧的消耗速率较大；反之，溶解氧的消耗速率较小。一般甜瓜、辣椒、黄瓜、番茄、茄子等瓜菜或茄果类作物的耗氧量较大，而蕹菜、生菜、菜心、白菜等叶菜类作物的耗氧量较小。另外，营养液内的还原性物质被氧化时也要消耗一些溶解氧。

一般营养液中的溶解氧含量维持在4～5 mg/L

以上，能满足大多数植物的正常生长。但是无土栽培别是水培营养液中的溶解氧很快会被消耗掉，因此必须采取一些方法来补充植物根系对溶解氧的需求。营养液溶解氧的补充，实质上是通过破坏营养液液相与空气气相之间的界面而让空气进入营养液的过程。在一定的温度和压力条件下，液-气界面被破坏得越剧烈，进入营养液的空气数量就越多，溶于营养液的氧气也越多。补充营养液溶解氧的途径主要来源于空气向营养液的自然扩散和通过人工的方法来增氧。自然扩散进入营养液的溶解氧的速度慢，数量少，远达不到作物生长的要求。人工增氧的方法包括营养液循环流动、落差法、喷雾、增氧器、间歇供氧、滴灌、压缩空气、反应氧、动态液位法等，其原理和特点见表1。

营养液循环流动、落差法、喷雾法和增氧器等都是通过增加营养液与空气的接触而提高营养液中的溶氧值，陈艳丽[2]在研究水培生菜有机态氮的营养效应及营养液溶氧管理技术时发现，水泵增氧达到溶氧浓度的饱和点后不再增加，这也可能是几种方法的共性。滴灌法、潮汐法均通过间歇供氧的方法，将根系暴露于空气中直接吸收氧气。甘小虎等[3]研究辣椒潮汐式灌溉育苗技术时指出，育苗过程中基质始终疏松透气不易板结，具有降低能耗、减少用工、节约用水等优点。动态液位法同时采用了增加营养液与空气的接触以及暴露根系于空气中的方法来增加根系对氧气的吸收效率。宋卫堂等[1]对动态液位法的研究表明，提高根系对氧气的吸收效率可以提高番茄的相对生长率、增强根系的活力、促进根系的生长发育。不同的增氧方式应用于不同的无土栽培方式，往往是几种增氧方式协调增氧。夏季高温时营养液增氧困难是制约增氧效果的一个关键问题。

消毒技术

营养液灭菌消毒的方法比较多，包括化学药剂消毒、高温消毒、紫外线消毒、臭氧消毒、慢砂过滤消毒等[4-11]。宋卫堂等[10]对营养液加热消毒机的研究表明，75℃、90 s的杀菌组合对（3.9×105～8.3×105）cfu/mL番茄萎蔫病病原菌、黄瓜枯萎病病原菌、番茄细菌性青枯病病原菌达到100%的杀菌效果。刘楠等[11]研究循环消毒装置时指出，在0.57 mg/L臭氧浓度下，对空心菜的生长有一定的促进作用，可以增加空心菜产量，而对于臭氧在营养液消毒及水培空心菜的影响等需进一步的试验研究。刘伟等[7]研究慢砂过滤装置时指出，慢砂过滤对病毒、线虫及部分细菌的消除率达到90%～99%，不会杀死营养液中所有的微生物，可以利用有益微生物抑制病原微生物，因此慢砂过滤用于营养液消毒还需要进一步研究与完善。宋卫堂等[9]对紫外线-臭氧组合式营养液消毒机进行了研究，UV、O3、UV+O3 3种方法的消毒效果分别达到70.6%、15.9%和89.9%。紫外线-臭氧组合式消毒比单一灭菌方法效果更好，显现出了协同效应，可以较大幅度地提高消毒效率。各消毒原理和作用见表2。

营养液微纳米气泡

增氧消毒技术

针对现有无土栽培营养液增氧效率低，各种消毒方法单一使用，存在环境污染大、运行成本高以及效果差、效率低等问题，一种新型高效的无土栽培营养液的增氧、消毒技术――“营养液微纳米气泡增氧消毒系统”经研发并逐步推广。

营养液微纳米气泡增氧消毒系统采用国际先进的微纳米气泡发生技术，并结合臭氧杀菌技术、紫外线消毒技术等，解决营养液供氧不足以及因病原微生物侵害而造成的无土栽培作物生长受抑制、产量下降等问题，避免由此造成的经济损失，在设施农业领域具有很好的实用性。

微纳米气泡发生技术是利用微纳米气泡快速发生装置将气体快速高效溶入水中产生微纳米气泡。微纳米气泡的显著特点是其在水中上升缓慢，停留时间长，并产生自我压缩，在水中具有很高的溶解度，并且微纳米气泡具有促进植物生长的生理活性，因此微纳米气泡技术被认为非常适合应用于水培栽培系统[12]。此外，利用微纳米气泡发生技术将气体溶入水中，与其他曝气方式相比，受温度影响较小，在夏季高温季节使用具有显著优势。

营养液微纳米气泡增氧消毒系统的技术原理：利用微纳米气泡发生技术将氧气溶入营养液中形成微纳米气泡富氧水对营养液进行增氧；利用微纳米气泡发生技术将臭氧溶入营养液中形成微纳米气泡臭氧水，并经过紫外线消毒器对营养液发挥协同消毒作用[13]。

营养液微{米气泡增氧消毒系统的创新点：①利用微纳米气泡发生技术使氧气、臭氧在水中高效溶解，生成的微纳米气泡具有缓释效果，可延长氧气、臭氧在水中的存留时间，提高利用率；②臭氧、紫外线协同作用灭菌，臭氧与有机物分子反应需要活化能，紫外线的照射提高了有机物分子能量，使活化分子比例增多，从而使有机物更容易在臭氧的氧化下分解。另外，水中溶解的臭氧在紫外线照射下能够生成反应活性更高的羟基自由基（OH-），进而加速了水中有机物的去除速率；③在营养液进行臭氧和紫外线消毒前过滤，减少了营养液中还原性物质和不透明杂质对消毒效果的影响，提高杀菌效果；④采用空压机对残留臭氧进行吹脱，使营养液中的臭氧浓度迅速下降，减少或避免对植物根系产生危害；⑤无土栽培换茬时不启动空压机，含有较高浓度微纳米气泡臭氧水的营养液在串联水培设施内进行数次循环，有效清除设施死角的病原菌；⑥可实现增氧、消毒双重功能，既能对营养液进行增氧，又能对营养液进行消毒，有效降低了单一设备的累加投资成本；⑦装置采用自动化控制，使用PLC和LED控制面板，操作简便；控制单元预留数据端口，可连接其他装置的控制单元，实现物联网综合控制。

适用范围

营养液微纳米气泡增氧消毒系统非常适用于水培，直接对营养液进行增氧、消毒。深液流水培（DFT）营养液的溶解氧随栽培槽长度的增加而降低，因此DFT种植槽长度不宜过长[14]。利用微纳米气泡技术增氧，其产生微纳米气泡具有缓释效果，可保证DFT种植槽末端的溶解氧浓度。

对于气雾栽培，营养液以喷雾的形式喷射出，在雾化的过程中营养液与空气充分接触，有效提高了营养液的溶解氧浓度，配以营养液循环流动方式，足以满足植物生长需要。因此，只需使用营养液微纳米气泡增氧消毒系统的消毒功能即可。

对于基质栽培，既可以通过控制滴灌流量及时间，使基质的透气性和持水性达到动态平衡而使根系获取充足的氧气，亦可利用营养液微纳米气泡增氧消毒系统进行增氧；基质栽培的营养液残液不再循环利用，排放前需经营养液微纳米气泡增氧消毒系统进行消毒，消毒之后可作为肥料用于大田灌溉。

推广应用

营养液微纳米气泡增氧消毒系统率先应用于北京农业嘉年华的蔬菜主题馆，该馆展示了各种新颖的无土栽培设施及蔬菜（图1～2）。营养液增氧方式包含了营养液循环流动、落差法和营养液微纳米气泡增氧消毒系统。该系统布置于地下贮液池附近，增氧时调节溶氧值10 mg/L左右（浓度范围>20 mg/L），与贮液池的营养液混合后将含有丰富溶氧值的营养液通过液循环流动供无土栽培蔬菜根系利用；消毒时调节臭氧浓度1 mg/L左右（浓度范围1～8 mg/L）对营养液进行消毒，消毒后采用空压机对残留臭氧进行吹脱处理，使营养液中的臭氧浓度迅速下降到0.1 mg/L，减少或避免对植物根系产生危害。增氧消毒后无土栽培内的作物无烂根现象和营养液病害，营养液微纳米气泡增氧消毒系统确保了无土栽培蔬菜保持良好的生长态势。

山东惠民鑫诚现代农业科技示范园也应用了营养液微纳米气泡增氧消毒系统（图3～4），园区内有2栋连栋温室，总建设面积为18276.48 m2，以荷兰高效无土栽培（椰糠基质培）生产模式为主。椰糠基质培除了应用间歇滴灌法增氧与紫外线消毒外，还应用营养液微纳米气泡增氧消毒系统对营养液进行增氧，收集的残液进行消毒后还可以应用于大田灌溉；该系统也可应用于园区的深液流水培韭菜，增氧消毒效果明显，韭菜根系发达，病害发生率极低。

应用展望

我国无土栽培的生产面积不断增加，与传统栽培模式相比，无土栽培可以有效克服保护地栽培中土壤盐渍、土传病害等连作障碍，在非耕地场所进行周年种植，并能提高单位面积产量和产品质量。无土栽培主要依靠营养液为作物提供所需养分，而营养液的增氧和消毒是无土栽培进行有效生产的关键。

目前，很多生态园区和农业园区在生产运营过程中，常常会遇到营养液增氧困难、易滋生藻类和病菌等问题，客户对营养液增氧消毒设施具有很强烈的需求。因此，该技术具有切实的推广市场。

营养液微纳米气泡增氧消毒系统由于集成了现有的增氧消毒优势技术及自控和物联网控制系统，成本相对比较高，这就决定了该系统需首先面向高经济附加值的蔬菜、水果、中药、花卉、食用菌等作物进行应用推广。其次，营养液微纳米气泡增氧消毒系统在生产与示范方面具有一定的应用，其增氧与消毒的基础研究有待进一步探索，以期为技术改进、降低成本、生产应用提供参考。

参考文献

[1] 宋卫堂，张树阁，黄之栋.营养液动

态液位法的原理及其增氧效果[J].农

业工程学报，2003，19（2）：194-198.

[2] 陈艳丽.水培生菜有机态氮的营养效

应及营养液溶氧管理技术研究[D].

州：河南农业大学，2004.

[3] 甘小虎，何从亮，胡静，等.辣椒潮

汐式灌溉育苗技术应用效果初报[J].

蔬菜，2014（6）：14-16.

[4] 范洁群，吴淑杭，褚长彬，等.无土

栽培营养液废液循环利用研究进展

[J].农学学报，2014，4（7）：51-53.

[5] 徐燕，赵春燕，孙军德.臭氧对无土

栽培营养液的消毒作用研究[J].微

生物学杂志，2004，24（6）：60-61.

[6] 宋卫堂，孙广明，刘芬，等.臭氧杀

灭循环营养液中三种土传病原菌的

试验[J].农业工程学报，2007，23

（6）：189-193.

[7] 刘伟，陈殿奎，E A vanOs.无土栽

培营养液消毒技术研究与应用[J].

农业工程学报，2005，21（12）：121-124.

[8] Van Os E A， Amsing J J， Van Kuik

A J， et al. Slow sand flitration：

apotential method for the eliminatin

of pathgens and nematodes in

recirculating nutrient solutions

from glasshouse- grown crops[J].

Acta Horticulturae，199 （481）：

519-526.

[9] 宋卫堂，王成，侯文龙.紫外线-

臭氧组合式营养液消毒机的设计

及灭菌性能试验[J].农业工程学报，

2011，27（2）：360-365.

[10] 宋卫堂，袁小艳，王冬华，等.营

养液加热消毒机的设计与灭菌性

能试验[J].农业工程学报.2007，

23（5）：111-115.

[11] 刘楠，王琨琦，余礼根，等.基于

臭氧的水培空心菜促生装置及初步

试验[J].农机化研究，2017（1）：

92-95.

[12] Park J， Ohashi K， KurataK， et al.

Promotion of lettuce growth by

application of microbubbles

innutrient solutionusing different

rates of electrical conductivityand

under periodic intermittent

generation in a deep flowte- chnique culture system[J].

Europ.J.Hort.Sci.，2010，75（5）：

198C203

[13] 北京中农天陆微纳米气泡水

科技有限公司.一种无土栽培营养

液的增氧、消毒装置：中国，CN

203482710 U[P].2014-3-19

微生物的培养技术篇（8）

中图分类号：G424 文献标识码：A

微生物学是生命科学的一个重要分支，是微生物技术及应用专业的主要技术基础课。本课程主要教学任务是使学生掌握微生物学在微生物技术及应用领域发展中的作用，微生物的主要类群，微生物的生长规律及控制，噬菌体的危害与防治，菌种的退化、复壮和保藏，了解微生物的生态，污染食品的微生物来源、途径以及其危害，熟悉微生物学的实验检测方法和手段。以增强学生的理论知识和实践动手能力，以适应当前市场对高技能人才的需求。那么，教师如何教得好，学生怎样学得好，并能合理评价教学成果，充分体现高职高专教育特色，突出实用性，是我们需要思考的问题。包头轻工职业技术学院微生物技术及应用专业在1988年便成立，为自治区乃至全国培养出大量的微生物技术及应用专业人才，本专业紧密联系自治区的产业特色，被评为自治区品牌专业。为了达到企业对高职微生物技术及应用专业的用人需求，对本课程从理论教学、实践教学、考核标准和教材建设等方面进行教学探讨，从而使高职生达到掌握理论知识，提高实践技能、培养创新思维能力、强化职业素质的目的。

1 理论教学方面

根据高职教育的特点，理论的教学应根据学生要求掌握技能的需求，结合相关企业的所用知识进行讲解，使抽象的理论易于让学生理解和掌握，并能为就业做铺垫，为企业工作需要做基础。对于实践性较强教学内容，则要突出操作的步骤，保证学生进行课外学习的需要。在内容方面的取舍上，需紧密联系生产实际，并侧重反映生产与实践中的实际主要技术环节和存在问题，做到有的放矢，实用强，科学合理。

教学要切实应用媒体进行辅助教学，将课堂教学内容由死板变为图文声像兼备的有吸引力的变化过程，增加教学信息量，增强新颖度，激发学生学习能动性，提高学生的创新思维能力，提高了教学效率。微生物是一类肉眼很难观察到的微小生物，在显微镜下才能看清楚其形态。因此，在对微生物的形态做介绍时，利用多媒体技术可直观形象地让学生认知感受，加深印象。

另外，教师除了要向学生教授本专业知识，还要教会学生查阅有关专业知识，拓展知识面，引导学生进行分析和讨论，提出解决问题的办法。在教学过程中，重视增加师学间互动性，提高学生的积极性和参与度，这对高职学生自主学习能力的培养非常有利，也加快学生熟悉新岗位的工作环境有很大的帮助。

2 实践教学方面

搞好微生物学实验课教学对加深学生对微生物学理论知识的理解，培养学生的实验技能，提高学生独立操作的能力及分析问题和解决问题的能力是一个重要环节。我们把教学计划实训课时提高，压缩减了与实践要求较远的理论知识，将有关理论知识整合到实训内容当中。调整后突出实验和实训课，以强化技能训练为主安排实验课程，加强学生微生物基础操作技能的练习，这样保证科高职微生物技术及应用专业的学生毕业后能迅速胜任相关岗位的工作。同时，按照实验教学内容的特点，将课程教学分成几个模块进行，统一安排重点实验实训，培养并增强实践能力。

对实验教学进行调整改革，首先将学生进行分组，一般4～5人一小组，由老师参与，引导学生一起促成教学内容设计，每个小组成员都与组员互相配合，一起完成实验教学项目。小组间对实验结果进行评价，再由老师进行最后点评，总结本次实验项目的实验重点难点和疑难问题。在实验时，都按企业的标准执行，要求学生按章办事，强化学生的职业能力的培养，以提高学生综合素养。

3 考核标准方面

融教学做于一体的典型的高职教学过程必须有与之相配套的课程考核办法。因此，在教学做的基础上实行有效的评价机制，构建“教学做评”四位一体的教学模式，更能促进培养目标的真正实现。为了实现既定的学生培养目标，我校在微生物技术及应用课程教学上实行理论、技能、职业素养“三元化”的综合评价机制，突出了技能教学在教学计划中应有的地位和职业素养养成的重视，从而保证学生对实践技能的培养效果和快速适应企业工作的要求。首先，提高理论课程平时成绩的比例，避免期末考试成绩为主的死板评价方法，平时技能和职业素养表现均作为考核项目。其次，课程考核以职业技能考核为重点，即以能力和技能考核为主进行评定，转变过去凭死记硬背的考核形式，真正检阅学生的实践学习能力。另外，考核形式实行多元化。实践调查报告，实验设计方案等都可以作为考核方式应用到教学考核当中，从而保证考核的科学合理性。

4 教材建设方面

高职微生物技术及应用专业教学应着重讲解在实际生产中的实际问题，结合微生物技术岗位的需要，重点培养学生的实际操作能力，教学内容根据生产实际进行内容增减，增强实用性，以操作技能为侧重点进行教学内容的设定和安排。我们根据各专业方向的不同，编写了切合本校学生实际的，能够体现工学结合特色的《食品微生物》、《乳品微生物》和《生物化学与微生物学》等教材正在我校所设专业内部进行初试，并根据教学中出现的实际教学及实践问题进行灵活调整，不断进行改进和优化，形成行之有效的特色教材。

总之，为了培养面向生产一线所需的高技能人才，微生物技术及应用专业课程教学需要准确定位，并在理论教学、实践教学、考核标准和教材建设方面进行不断实践和探索，形成实用的教改理论，使高职生达到掌握理论知识，提高实践技能、培养创新思维能力、强化职业素质的目的，为高职教育更好地服务。

微生物的培养技术篇（9）

1.1医学营养专业人才培养规格定位

医学营养专业主要培养具有良好职业素养，掌握现代临床营养技术和公共营养、食品安全与检测的基本理论和专业知识的高端技能型专门人才。要求学生除了具备从事临床营养实际操作能力、疾病筛查、社区疾病管理、营养调查的能力，还要有食品安全检测的实际操作能力。

1.2专业核心课程地位定位

《食品微生物检验技术》是高职高专医学营养、卫生检验检疫、食品营养与检测等专业必修的一门专业核心课程，是研究和评定食品品质及其变化的一门学科[1]。微生物检测是食品安全控制链中的传统监测点，与理化检验、感官检验是食品检验类课程体系的三大检验方法（技能）课程，是食品检验国家职业资格考核的主要内容。该课程是实践性、操作性、技术性很强的一门学科。

1.3与其他课程的相关性

在医学营养专业课程体系中，学生通过学习先修课程基础化学、食品化学、生物化学、病原生物学和免疫学、临床疾病概要、卫生法规与监督、食品卫生与质量管理等，具备相关专业基础和专业技能后，再同时开设食品毒理学检测、食品感官检测、食品卫生理化检测和食品微生物检验技术等平行课程。经过这几门专业核心课程的学习，学生相互融通、优势互补，即可参加食品检验工职业资格考试，获得食品检验工资格证书，为后面医学营养专业技能综合训练和专业顶岗实习奠定坚实的职业能力基础。

2课程目标

我们认为开展《食品微生物检验技术》课程在医学营养专业人才培养中的意义不仅在于具体知识的掌握与应用，还在于其蕴含的科学思想、人文精神对学生潜移默化的影响。基于上述认识，我们要在《食品微生物检验技术》教学中实现三个目标：①知识目标：掌握食品微生物检验的基本知识、基本理论和基本操作技能；熟悉食品微生物常规项目的检验原理；了解检验新技术的发展概况。②能力目标：熟练掌握食品微生物检验方法和实操技能；对中华人民共和国国家标准（GB）中最新食品微生物检验方法具有较强的执行能力、应用能力和迁移学习能力。③素质目标：具有无菌操作意识、毕业后能迅速进入工作角色；高度的责任感和良好的职业道德及团队合作精神。

3教学条件

3.1师资队伍

由6名专职教师和3名企业兼职教师组成，并配备2名高水平的实验员。职称结构、学历结构、年龄结构都很合理，并且100%为双师型教师，5人为食品检验工考评员，其中2人还是食品检验工高级考评员。因此，我们的师资队伍是一支实践经验丰富、操作能力强且与时俱进的优秀教学队伍。

3.2实验实训条件

①校内实训基地。《食品微生物检验技术》是实践性很强的学科，我院微生物学与免疫学课程组正在建设《微生物检验》省级精品课程，在建设过程中教学实验室以及仪器设备分组配套齐全。现有微生物实验室5间，总面积540m2，完全可以满足学生教学、实训、自行设计实验的需要，实验开出率按课程标准要求可达100%。②校外实训基地。医学营养专业与福建省疾病预防控制中心、南昌铁路局福州铁路疾病预防控制中心、福州现代妇产医院、福建明一婴幼儿营养品有限公司和厦门银鹭集团有限公司等多家企事业单位进行校企合作，使学生能完成食品中细菌菌落总数、食品中大肠菌群计数、食品中部分致病菌（沙门菌、阪崎肠杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌等）和食品中霉菌和酵母菌等项目的的抽检工作。

3.3课程教学资源

“贴近生产实际、适应岗位需要、反映食品检验技术发展趋势”是我们选用和编写高职教材的依据。选用中国轻工业出版社，刘用成主编《食品微生物检验技术》为教学主教材，该教材为高职高专“十二五”规划教材食品类系列之一，理论上突出“必需、够用、实用”的原则，侧重实际操作、检验方法，介绍了食品微生物检验实验室与设备、食品微生物检验基本程序、基础实验技术、现代食品微生物检验技术、卫生指标细菌的检验、致病细菌的检验、真菌的检验和其他检验项目。同步配套使用《国家职业资格培训教材•技能型人才培训用书：食品检验工（中级、高级）（第二版）》，该教材是根据最新《国家职业标准食品检验工（中级、高级）》的知识要求和技能要求，按照岗位培训需要的原则编写的。与此同时借助网络技术和多媒体技术等现代信息化手段，以课程教学为中心开发了相关教学资源：课程标准、多媒体课件、电子教案、实训指导书、试题库、食品微生物检验技能测试标准、食品微生物检验技术省级精品课程资源库等教学资源，为学生的自主学习提供了丰富有效的资料。

4教学方法与手段

4.1多种教学方法的融合运用

学生是学习的主体，不同的学生具有不同的特点，在教学中引入多种教学方法，如课堂讲授法、四阶段实践教学法、项目驱动教学法、任务驱动教学法、启发讨论教学法、案例教学法、暗示教学法、挫折教学法等。无论采用何种教学方法其核心都是启发式教学。

4.1.1项目驱动法

在老师的指导下，将项目交给学生，从信息的收集、方案的设计到项目实施及最终评价，都由学生负责。老师会把整个学习过程分解，设计出各个任务项目的教学方案。

4.1.2四阶段实践教学法

是一种起源于美国岗位培训的、系统化的以“示范-模仿”为核心的教学方法。即把教学过程分为准备、教师示范、学员模仿和总结练习四个阶段的培训方法。

4.1.3任务驱动教学法

围绕任务展开学习，以任务的完成结果检验和总结学习过程等，改变学生的学习状态，使学生主动建构探究、实践、思考、运用、解决、高智慧的学习体系。

4.1.4启发讨论教学法

以学生的经验为基础，由教师提出问题，让他们运用思想去解决、分析、批评、判断和归纳，因而可以触类旁通，使经验逐渐扩张，思想更为灵活。

4.2现代先进教学技术手段

在教学手段的采用上，除了应用传统的课堂讲授，并引入多媒体和网络手段，增强授课的直观性、形象性、生动性，达到“教、学、做”一体化。同时实施理论教学和实验教学分开考核的方案。

5课程设计思路

5.1依据需求定内容，依靠行业建课程

为保证教学内容符合企、事业单位岗位需要，《食品微生物检验技术》课程基于“岗位知识体系”来进行课程设计（见图1）。课程负责人及主讲教师，分别为微生物检验专业学科带头人和骨干教师，并且我们与企、事业单位签定了合作办学协议，食品行业专家和高级研究人员定时来校兼职授课，共同建设与管理课程；共同制订课程大纲，编写实训教材；共建校内外实训基地，参与实践项目教学。行业专家的加盟使师资队伍的双师结构比例达100%，极大地提高了实践教学能力以及研发能力，学生技能训练模拟了真实的工作环境，动手能力大大提高。

5.2课程为社会服务，教学顺应市场项目化

该课程实施任务驱动教学模式，在技能训练期间，任课教师组织学生承担福州亿达食品有限公司的海蜇皮质量指标检验，以及为贝奇（福建）食品有限公司进行“贝奇野菜汁”成品检验。一方面拓宽了专业教学和实践实训的途径，另一方面以社会为课堂，实现了教学创新与市场互动。

5.3“阶梯式”的实践教学递进式模式

“早实践，多实践，课程实践不断线”。课程开始，就在校内实验室进行基本技能训练半年；随后，到福建省疾病预防控制中心、南昌铁路局福州铁路疾病预防控制中心等单位的微生物检验科实训基地进行综合实习4个月~6个月；最后，在第六学期分散到实习基地或其他单位进行顶岗实习半年。此法得到了企、事业单位的广泛认可，且学生素质大大提高，职业资格考证通过率达100%。

5.4课程考核与国家食品检验职业资格考核相结合

本课程注重职业能力的培养，注重过程考核，改革传统以理论笔试考核学生成绩的方式[3]，根据学生任务完成、项目实施情况和校外实践情况综合评定学生成绩。职业资格证是就业的“准入证”，为实现学校教育与职业教育的无缝对接，课程的考核还与国家食品检验工（中级、高级）职业资格考试相结合，分为理论知识和操作技能考核两大部分，严格课程考核是学生获取“双证”的保证。在一定情况下，也可实行“以证代考”，即以职业资格考试成绩代替课程成绩。

6教学内容设计

6.1教学内容选取的原则

教学内容以“体现国家标准、对接生产实际、融通职业标准”为原则进行选择，选好以后围绕食品微生物检验工作任务进行教学项目的设计组织，每个项目由学生通过课堂理论教学和单元综合实训共同完成。“理论（初步了解）实践（初步学习和模仿）再理论（理解）再实践（独立操作及完成）反复实践（掌握并熟练运用）”的认知与学习规律来完成各项目，如此反复操作可为学生奠定比较扎实的微生物基础知识和基本技能，最终实现职业能力培养目标。

6.2教学内容的组织和安排

食品微生物检验以微生物检验岗位的知识、能力、素质为出发点，按食品微生物检验流程，将课程分5个教学模块，4个基本技能训练情境教学，7个典型工作项目教学。共80学时，安排于第二学年第4学期开设，其中理论教学32学时，实践教学48学时。

6.3教学重点难点

①重点：细菌检验基本技能；食品中细菌菌落总数和大肠菌群检验技术；食品中主要致病微生物生物学性状及其检验技术。②难点：对不同的食品样品和检验项目选择最佳的检验方法；如何正确判断各种检验结果，最终作出正确的食品卫生评价。

6.4课程教学评价

①后续课程任课教师评价：学生们食品微生物检验技术基础扎实，技能操作熟练。对于后续课程，我们教得容易，学生学得轻松。②实习单位评价：福建卫生职业技术学院医学营养专业学生食品微生物检验技术实践操作能力强、创新能力强、团队协作能力强。③学生评价：通过《食品微生物检验技术》课程的学习，我们学到了知识、学会了操作本领、培养了我们吃苦耐劳的精神等。

7课程特色

①理实镶嵌的教学模式：理论内容与实践操作穿行，理实一体，使学生对内容更容易理解。②导引式学习与自主学习相结合：既注重老师的“教”，又注重学生的“学”，引导学生将被动学习逐步转化为主动学习。③单项训练与技能考核相结合：坚持单项训练与技能考核相结合，使学生具备扎实的微生物检验操作能力。实践证明，我们对《食品微生物检验技术》课程设计与改革的探索是成功的。合理定位课程在医学营养专业人才培养方案，优化教学内容、选用和编写优质教材、“教、学、做一体化”的教学模式、注重职业能力培养的考核模式，不仅提高了教学质量，也激发了学生学习的兴趣、潜能和动手能力，增强了学生毕业后胜任岗位工作的能力。

参考文献

[1]尚新彬，李超敏.医学院校食品微生物检验技术课程设计改革[J].继续医学教育，2013，27（9）：89-90.

微生物的培养技术篇（10）

0 前言

微生物检验是食品分析检验的三大指标之一，与感官指标、理化指标一起构成了确保食品质量安全的重要内容。另一方面，采用人工方法对有益微生物进行培养，再将其广泛应用于食品工业生产具有很强的现实意义。《微生物检测技术》是我院食品生物技术专业（食品营养与监测方向）的一门专业基础课程，课程设计原则“以岗位需求和工作任务为导向，以职业技能鉴定标准为依据，模块项目对应微生物检验能力，基于工作过程创设学习情境”，对应于学生微生物分析、检验与培养能力的提高。

在《微生物检测技术》课程改革过程中，将课程培养目标与学生未来就业岗位相对接，把课程相关岗位能力分解为国家标准解读、样品采集处理、检测设备操作、样品规范检测、数据分析处理和规范书写报告六个方面，课程内容全面跟踪国家相关职业标准，根据岗位典型工作任务确定学习项目，项目教学的开展充分体现社会服务性，力争实现“工作”与“学习”的完美融合。

1 《微生物检测技术》课程内容改革

《微生物检测技术》课程主要分为三级学习模块，分别是基础能力模块、应用能力模块和综合能力模块，在每级模块中分别设计了学习项目。其中，基础能力模块包括微生物检验基础、微生物形态结构和微生物生理特性三个项目，应用能力模块包括培养基配制技术、消毒灭菌技术、分离纯化与培养技术、显微镜观察与计数技术和菌种保藏技术五个项目，综合能力模块包括食品微生物检验、化妆品微生物检验、药品微生物检验和环境微生物检验四个项目。在综合能力模块的学习中，食品微生物检验项目是重点内容，结合食品生物技术专业特点和地方企业资源优势，设计了四个学习情境，分别是扒鸡微生物检验（扒鸡是德州禹城特产，该学习情境的选取对应于禹城市傻小二扒鸡有限公司的需求）、牛奶微生物检验（该学习情境的选取对应于东君乳业有限公司的需求）、调味料微生物检验（禹城市是“中国食品馅料城”，该学习情境的选取对应于鸿兴源食品有限公司的需求）、功能糖微生物检验（禹城市是“中国功能糖城”，该学习情境的选取对应于保龄宝生物股份有限公司、山东龙力生物科技股份有限公司、福田药业有限公司的需求）。学习情境与企业需求直接对应，充分体现了高职人才培养要服务区域经济和社会发展的要求。化妆品微生物检验、药品微生物检验和环境微生物检验项目则根据日常生活常见产品类型分别设计了洗面奶微生物检验、止咳糖浆微生物检验、水样和空气微生物检验学习情境。

2 《微生物检测技术》教学方法改革

教学过程中，根据不同学习内容的特点采用不同的教学方法，主要有工作实境教学法、项目任务驱动教学法、以考促学教学法等。

2.1 工作实境教学法

《微生物检测技术》课程实践性很强，实验课时达到50%以上。实验课程授课过程中，采用工作实境教学法，将实验教学流程与岗位工作流程相对应。其中，岗位工作流程有：承接项目――方法查询――确定方法――实验准备――分析检测――检验报告――报告审核――意见反馈；实验教学流程有：承接任务――方法查询――确定方法――实验准备――样品处理――分析检测――检验报告――汇报交流。通过实验教学流程与岗位工作流程的对接，增强了学生的岗位能力，为将来更快更好地适应工作岗位要求奠定基础。

2.2 项目任务驱动教学法

采用项目任务驱动教学法，承接企业的实际产品微生物检验项目，在项目任务的驱动下开展教学过程。下面以扒鸡微生物检验为例介绍项目任务驱动教学法的运用。

先承接禹城市傻小二扒鸡有限公司的扒鸡微生物检验任务，再进行方法查询，确定运用中华人民共和国《食品卫生微生物学检验》国家标准检测扒鸡菌落总数、大肠菌群和致病菌（主要是沙门氏菌）三项指标。按照检验前准备――样品采集与送检――样品预处理――样品检验――结果报告五个步骤完成检验任务，期间综合运用到培养基选择、配制和灭菌技术，微生物接种技术和微生物计数技术等，还会使用到高压蒸汽灭菌锅、超净工作台、恒温培养箱等设备，对学生综合实践水平的提高起到了极大的促进作用。

2.3 以考促学教学法

采用以考促学教学法，课程考核包括过程考核和期末考试，并融入激励机制和社会评价，增强学生的学习积极性和自律性，进而提高教学效果。具体考核方案如下：过程考核占40%，其中出勤及纪律情况占6%，作业完成情况占4%，实验实训完成情况占20%，实验实训报告占5%，社会服务占5%（社会服务项目包括：督查学院餐厅、超市食品卫生质量，利用课余时间为校企合作单位提供样品微生物检测服务等）；期末考试占60%，其中理论知识考核占40%，技能考核占20%。另外，学生若在社会服务过程中表现优异，获得相关单位的好评，还可以额外获得10分甚至更高的奖励。通过融入激励机制，大大激发了学生参与社会服务的热情，不但有助于提高学院的社会赞誉度，还为学生创造了更多接触社会、接触微生物分析与检验实战环境的机会，教学效果良好。

3 教学成果与课程特色

3.1 教学成果

（1）学生们通过《微生物检测技术》课程的学习，能够利用不同类型的微生物完成发酵食品的制作。截至目前，学生们已经成功制作了发酵香肠、泡菜、酸奶、葡萄酒等发酵食品，实现了由单纯的微生物分析与检验向微生物综合利用的转变。

（2）将社会服务融入课程考核，为学生和用人单位提前搭建沟通桥梁。部分学生在为校企合作单位提供样品微生物检测服务时表现优异，提前被企业看中，签订就业预约协议，一毕业便顺利就业，并直接走上检验技术岗位。

3.2 课程特色

（1）以体现地方特色产品的检验为课程项目内容，将学习和工作充分融合的同时，也为地方经济发展服务。

微生物的培养技术篇（11）

一、食品微生物检验应注意的问题

1、操作人员的选用和操作要求

实验室应当聘请具有一定微生物学资质的人来操作，并且要经过考核合格后方能上岗。要求其具有较熟练的操作技能，强烈的质量意识，并且严格遵守无菌操作规程，减少人为因素带来的困扰。

操作要求：(1)操作人员牢记无菌观念，整个过程要求无菌操作，严格按照 GB／T4789食品微生物检验标准进行操作。(2)用无菌工具无菌操作取样。(3)按照 GB／T4789标准方法进行数据处理，得出实验结果。

2、设施设备的放置环境

实验室应当具有适宜微生物检验进行的设施设备条件，包括检测设施及辅助设施，并且要特别注意特殊的设备要在特殊的环境下放置和操作。

3、各种设备及药品的正确配置

(1)培养箱、水浴锅 、于热灭菌箱和高压灭菌锅的安装要求：①在首次安装时要校对温度的稳定性和一致性。②记录以上设施其温度稳定性达到平衡时所需要的时间。③要求定期对以上设备进行清洁和消毒。④最好是使用感应器来对运转循环情况进行控制和监控。

(2)药品配置：①培养基采用高压湿热灭菌法，121℃灭菌15分钟。②部分培养基如胆硫乳培养基则需采用煮沸灭菌法。③对于热敏感的培养基采用膜过滤法。

4、样品的采集、运输和保存

采集具有代表性的样品，并且样品采集必须在无菌操作下进行，以防止样品受到外源性污染和细菌的生长。采样用具及包装物必须是灭菌的。在样品的运输和保存过程中应避免日光照射，防止外来物的污染。采样后，应将样品在接近原有贮存温度条件下尽快送往实验室检验。运输时应保持样品完整。一般不应超过3小时。如不能及时运送，应在接近原有贮存温度条件下贮存。

二、食品微生物检验内容和技术

食品微生物检验的内容有以下几类 ：

1、对食品污染程度指示菌的检验。(1)细菌总数又被称为菌落总数，指食品及生活饮用水检样经过处理，在一定条件下经过培养后，所得 1g或1mc检样中所含细菌菌落个数，是判断食品及生活饮用水被污染程度的重要指标。(2)大肠菌群系指一群在37℃培养24h后能发酵乳糖、产配、产气、需氧或兼性厌氧的革兰氏染色阴性无芽孢杆菌。其主要来源于人和牲畜的粪便，所以研究中经常采用粪便污染指标菌来评价生活饮用水及食品的卫生质量。

2、对食品中致病菌的检测。在GB4789食品微生物学检验标准中，已明确规定某些微生物的数量，所以我们除要检测食品污染程度指示菌，如菌落总数、大肠菌群(MPN)的测定外，还有致病菌如金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和志贺氏菌等。

食品微生物检验的技术

多年以来，对食品微生物的检测，通常采用琼脂平板培养法，共需2—3d才能完成。近几年各国的许多机构和学者都致力于快速检测技术和方法的研究，已改进和开发了一些快速的检测技术和方法，提高了食品微生物检验的高效性、准确性和可靠性，其中新方法有以下几种。

1、采用电阻抗法。其原理是细菌在培养基内生长繁殖的过程中，将会使培养基中的火分电惰性物质如碳水化合物、蛋白质和脂类等，代谢为具有电活性的小分子物质，其能增加培养基的导电性，从而使阻抗发生变化，所以我们可以通过检测培养基的电阻抗变化情况来判定细菌在培养基中的生长繁殖特性，即可检测出相应的细菌。该法已用于霉菌、大肠杆菌等细菌的检测。

2、采用快速酶触反应及代谢产物的检测。细菌在生长繁殖过程中可合成和释放某些特异性的酶，所以根据其特性来选用相对应的底物和指示剂，并记录反应的结果。如美国3MPetiffilmTM微生物测试片可分别快速测定细菌总数、金黄色葡萄球菌等。

3、采用分子生物学技术。其又包括两种技术：(1)核酸探针技术。根据碱基互补的原则，用特定的方法测定标记物。(2)聚合酶链式反应 (PCR)技术。其原理为通过加热使双链 DNA经裂解成两条单链，成为引物和 DNA聚合酶的模板；然后降低温度，使寡聚核苷酸引物与 DNA分子上的互补序列退火。一般情况下退火温度越高，扩增特异性越好。

4、采用免疫学方法检测细菌抗原和抗体的技术。其有三种技术：(1)荧光抗体检测技术 (IFA)，包括直接法和间接法。直接荧光抗体检测法是在检样上直接滴加已知特异性荧光标记的抗血清，经洗涤后在荧光显微镜下观察结果。间接法是在检样上滴加已知细菌特异性抗血清，待作用后经洗涤，再加入荧光标记的抗体后在荧光显微镜下观察结果。(2)免疫酶技术 (EIA)，其是将抗原、抗体特异性反应和酶的高效催化作用原理结合，是一种新颖且实用的免疫学分析技术。通过共价结合将酶与抗原或抗体结合，形成酶标抗原或抗体，或通过免疫方法使酶与抗酶抗体结合，形成酶抗体复合物。(3)免疫磁珠分离法 (IMS)，即应用抗体包被的免疫磁珠，用一个磁场装置收集铁珠。

5、采用仪器法。(1)微型全自动荧光酶标分析仪(Mini—VIDAS)，其主要采用具有优异的敏感性和特异性的酶联荧光技术(ELFA)，所测的荧光与抗体中抗原的含量成正比。(2)全自动微生物分析系统 (Vietk—AMS)。其可以同时对60-~480个样品进行分析，并且鉴定时间只需 2～3h，这是效率非常高的一个检验系统，并且也是今后食品微生物检验技术发展的一个方向。

三、总结

总而言之，我们在对食品微生物检验时要遵守职业道德，严谨科学态度，注意各个环节来确保微生物检验数据的准确性，为食品卫生和安全提供可靠的依据。并且随着现代技术的发展，今后食品微生物检验技术的发展方向会是：(1)采用快速和大批量的检验方法，来提高检验效率；(2)形成标准化的实验条件；(3)提高和保证检验的精度和灵敏度。

参考文献：