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果蔬中食源性致病微生物的研究进展_钱程

果蔬中食源性致病微生物的研究进展_钱程
果蔬中食源性致病微生物的研究进展_钱程

在全球范围内,食源性疾病广泛地威胁公众安全。2000年6月,日本雪印乳业生产的牛奶感染金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus ),导致1.4万人在饮用后出现呕吐腹泻等中毒症状;2005~

2006年间,北美地区发生4起沙门氏菌(Salmonella )

感染事件,共累及北美21个州;2010年,Newell

DG调查研究表明,欧盟每年有1.3亿人患食源性

疾病[1];2013年,JaneM.VanDoren等[2-3]调查表

果蔬中食源性致病微生物的研究进展①

程1,2,3)②

晨1,2)

汤永娇1,2,3)

李建国1,2)③

(1中国热带农业科学院分析测试中心

海南海口571101;

2海南省热带果蔬产品质量安全重点实验室

海南海口571101;

3华中农业大学

湖北武汉430070)

全球食源性疾病的发生呈增长态势,由果蔬中食源性致病微生物引发的疾病也在逐年增加。因此,各

国对于果蔬中食源性致病微生物的检测也越来越重视。目前,食源性致病微生物的快速检测和相关的防控技术成为研究的热点,本文综述果蔬中常见大肠杆菌、李斯特菌和沙门氏菌的种类、特性、病症、检测方法及防控技术,为保障食品安全提供参考。关键词果蔬;食源性致病微生物;耐药性;检测方法;防控技术

分类号

TS207.4

Foodborne Pathogenic Microorganism Research in Fruits

and Vegetables:a Review

QIAN Cheng 1,2,3)MA Chen 1,2)TANG Yongjiao 1,2,3)LI Jianguo 1,2)

(1Analysis and Testing Center,CATAS,Haikou,Hainan 571101;

2Hainan Provincial Key Laboratory of Quality and Safety for Tropical Fruits and Vegetables,

Haikou,Hainan 571101;

3Huazhong Agriculture University,Wuhan,Hubei 430070)

Abstract Occurrence of foodborne diseases showing growth all over the world,while the foodborne diseases caused by pathogenic microorganisms in fruits and vegetables is increasing year by year.So countries pay more attention on the detection of foodborne pathogenic microorganisms in fruits and vegetables.This paper outlines the food safety incidents of foodborne pathogenic microorganisms occurred in recent years,as well as the common species and characteristics of E.coli.,Listeria and Salmonella in fruits and vegetables.Detection methods and pathogenic microorganisms control techniques are briefly summarized simultaneously.At present,the research focus on the rapid detection of foodborne pathogenic microorganism and related prevention and control technology,to provide protection to ensure food safety.Keywords

fruits and vegetables ;foodborne pathogenic microorganisms ;drug resistance ;detection

methods ;prevention and control technology

①基金项目:公益性行业(农业)科研专项:农产品产供安全过程管控技术研究与示范(No.201303088-13);中央级公益性

科研院所基本科研业务费专项(No.1630052014010)。

收稿日期:2014-05-25;责任编辑/白净;编辑部E-mail:rdnk@163.com。

②钱程(1989~),男,硕士研究生,主要研究方向为农产品质量安全;E-mail:qianyulin0309@163.com。

③通讯作者:李建国(1967~),男,博士,研究员,主要研究方向为农产品质量安全;E-mail:ljglk@163.com。

Vol.34,No.12

2014年12月热带农业科学

CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE

第34卷第12期

Dec .2014

2014年12月第34卷第12期

热带农业科学

明,美国每年有近5千万人感染食源性疾病。其中由食源性致病菌引起的食源性疾病所占比例最大[4]。

在这些案例中,动物源性食物携带致病微生物引起疾病的情况占大多数。而由果蔬携带致病微生物引发疾病的现象也呈逐年增多的趋势。

2011年5月,德国北部某公司生产的豆芽中带有肠出血性大肠杆菌(Enterohemorrhagic Es-cherichia coli),造成欧美等国68人死亡,数千人感病,导致西班牙农民平均每周损失2亿欧元;2013年10月,墨西哥产的新鲜香菜带有环孢子虫卵,导致美国爆发了大规模环孢子虫病,25个州共643人感染。

生食蔬菜,特别是绿叶蔬菜不仅可以传播致病菌,还可以传播病毒[5-7];近几十年来,许多发达国家公众越来越注重健康的生活方式,对新鲜农产品的需求日益增长[8];另外,果蔬被致病菌污染后,很难通过常规方法清洗掉[9],这些都引起了各国对即食果蔬是否含有致病菌的高度重视。

中国在食源性致病微生物的监测方面存在很大漏洞。毛雪丹等[10]分析2003~2008年中国细菌性食源性疾病监测结果,推算出当时监测漏报率为99.992%。目前,中国对食源性致病微生物的检测重点主要集中在肉类食品和水产品中,沙门氏菌、单增李斯特菌和大肠杆菌O157这些常见致病菌,对果蔬中的致病微生物研究较少[11-15]。

由于贸易全球化,食品在全球范围内流通,导致食源性致病菌的全球性传播[16]。中国生产出口的果蔬中常因含有致病菌,致使出口到发达国家的途径受阻。

由此可见,食源性致病微生物不仅威胁公众健康,也给贸易带来了挑战。我国需要进行深入的研究以应对未来可能存在的风险。因此,笔者主要对近年在果蔬中存在的主要人类致病菌种类及特性、当前致病微生物的检测技术和防控技术等3个方面的研究进行总结,了解当前的研究热点和寻找未来的研究趋势。

1果蔬中主要人类致病菌种类及特性

1.1主要致病菌种类

据美国CDC2013年的报告显示,美国1998~2008年11年共计爆发食源性疾病事件273120次,其中71%与食源性致病微生物相关。最常见的致病微生物为诺瓦克病毒(Noroviruses,NVs)、沙门氏菌、产志贺毒素大肠杆菌(Shiga toxin-producing Escherichia coli,STEC)等,而导致住院率最高的则是产志贺氏毒素的大肠杆菌,致死率最高的是单增李斯特菌。沙门氏菌、产志贺毒素大肠杆菌以及单增李斯特菌(Listeria Monocytogenes)是造成美国每年多次爆发的主要病原物。而导致染病发病的相关食品分别为家禽(17%)、叶类蔬菜(13%)、牛肉(12%)、水果/坚果(11%),其中诺瓦克病毒常见于叶类蔬菜,水果和根茎类蔬菜上的沙门氏菌以及牛肉和叶菜类蔬菜上的大肠杆菌导致最高的染病住院率;家禽上携带的李斯特菌、水果上的沙门氏菌和叶菜类蔬菜上的大肠杆菌都具有最高的致死率[20-21]。

据《中国卫生部办公厅关于2012年全国食物中毒事件情况的通报》,全年共发生6685起食品中毒事件,由微生物引起的中毒事件共计3749起,占56.1%,死亡16人。微生物性食物中毒事件报道中,主要是由沙门氏菌、蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)、副溶血性弧菌(Vibrio para-haemolyticus)、大肠杆菌等引起的细菌性食物中毒。

由此可见,沙门氏菌和大肠杆菌引发的食源性疾病较为常见。然而由于中国与西方国家饮食习惯的差异,我国在果蔬上发生的食源性疾病所见不多而不够重视,从而导致致病微生物对即食果蔬的污染直接影响到我国农产品的对外出口,应引起足够重视。李斯特菌多见于禽肉类食品,但蔬菜也可作为其媒介进而导致人类发病[22-24]。值得注意的是,李斯特菌可在低温环境下存活以及其高致死率的特性,使得李斯特菌也备受关注[25]。

1.2主要致病菌的特性

不同致病菌具有不同的特性,本文主要总结沙门氏菌、大肠杆菌和李斯特菌的临床表现以及耐药性。1.2.1主要致病菌的临床表现

主要致病菌的临床表现见表1[6]。

1.2.2致病菌的耐药性

抗生素的滥用以及生态环境改变等影响,导致耐药性菌株(本文指耐抗生素)的出现[26]。世界各地相继发现报道耐药菌株。

钱程等果蔬中食源性致病微生物的研究进展

表1主要致病菌的致病特性

疾病名称沙门氏菌病大肠杆菌感染李斯特菌病

病原体

鼠伤寒沙门氏菌(S.typhi);

副伤寒沙门氏菌(S.paratyph);

非伤寒沙门氏菌

[Salmonella(non-typhi)]

肠致病性大肠杆菌(EPEC)、产肠毒素大肠杆

菌(ETEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠出

血性大肠杆菌(EHEC)、产螺旋细胞毒素大肠

杆菌(VTEC)、产志贺毒素大肠杆菌(STEC)

单核细胞增生

李斯特菌

病原体特征革兰氏阴性、兼性厌氧、

无芽孢、5~47℃

(最适温度37℃)

革兰氏阴性、兼性厌氧、无芽孢、

7~50℃(最适温度37℃)

革兰氏阳性、兼性厌氧、

无芽孢、3~42℃

(最适温度30~35℃)

潜伏期

鼠伤寒、

副伤寒(A-C):10~20d;

非伤寒:6~48h

EPEC:1~6d,最短12~36h;ETEC:1~

3d,最短10~12h;EIEC:1~3d,最短

10~18h;EHEC:3~8d,平均为4d;

几天到几周

症状鼠伤寒、副伤寒(A-C):高热、

腹痛、头痛、伴随便秘的腹痛、

皮疹等;非伤寒:发热、头痛、

恶心、呕吐、腹痛和腹泻

EPEC:影响粘膜和吸收功能,引起呕吐、腹

泻、腹痛和发烧;ETEC:腹泻、腹部痉挛、

呕吐,偶尔引起脱水和休克;EIEC:发烧、

严重腹痛、呕吐、水样腹泻;EHEC:腹部痉

挛和水样腹泻,进一步发展成出血性腹泻

流感样症状,如发热、

头痛和偶尔肠胃症状。

后遗症

鼠伤寒、副伤寒(A-C):溶血性

贫血;非伤寒:反应性关节炎、

败血症、主动脉炎、胆囊炎、结

肠炎、脑膜炎、心肌炎、骨髓炎、

胰腺炎、瑞特病、类风湿症状

EPEC、ETEC、EIEC是导致婴幼儿

营养不良的潜在因素,EHEC会导致

溶血性尿毒症

在新生儿和成人中发生

脑膜炎、败血症,

导致孕妇流产

20世纪90年代,已经发现一种非伤寒沙门氏菌出现耐药性[27]。21世纪初,鼠伤寒沙门氏菌被发现可以同时对5种抗生素(氨苄青霉素、氯霉素、链霉素、磺胺类和四环素)产生抗性[28],为有效防治沙门氏菌引起的疾病,氟喹诺酮类药物和头孢菌素类药物开始被使用[29],但很快在一些样品中发现了对这2种抗生素有抗性的菌株[30]。2014年,有研究结果表明,在200份牛肉样品中发现100份样品存在耐药的沙门氏菌株,并且所有耐药菌株均对3种及以上的抗生素表现出耐药性[31]。

大肠杆菌更容易获得抗药性[32],1988年就有耐药性的大肠杆菌(E.Coli.O157)报道,1996年又发现其他的大肠杆菌血清型(O111,O26)具有耐药性[33]。2010年,美国的一项研究表明,从不同年龄的健康乳牛肠道中分离到的大肠杆菌,大多数具有耐药性,并有15%表现出高抗性[34]。

1981年,第一例由李斯特菌引起的食源性疾病被报道[35]。1988年,第一例从一个脑膜炎患者体内分离得到的具有抗药性的单增李斯特菌被发现,李斯特菌能够抗氯霉素、红霉素、链霉素和四环素[36],可以在短时间内进化出抗药的菌株,这与李斯特菌可以在低温、低pH值和高盐环境中的生长特性有关[37]。李斯特菌通常被认为不易获得抗性,但有研究者发现其抗性基因存在于移动质粒上,可以传播到其他的致病菌体内(包括李斯特菌、金黄色葡萄球菌等)[38]。近年来,对氟喹诺酮类药物和季胺类药物具有抗性的菌株被相继分离得到[39-41]。对工业消毒剂(如次氯酸盐等)产生抗性的李斯特菌也已经被发现[42]。

这些耐药性的菌株通常从动物粪便、动物体内和人体内分离得到,在植物中很少分离出耐药菌株。这与抗生素并不会直接喷洒在植物上有关,但在果蔬表面是否具有耐受其他有机物(农药、抑菌剂等)的菌株尚未见报道。应加强对此类致病菌的检测,防范潜在的风险。

耐药菌株的出现,给生产企业和医疗卫生机构带来了巨大挑战。致病菌对越来越多的抗生素产生抗性,应引起人们的重视和思考。未来,对于致病菌的防控不能仅仅依赖抗生素,需要寻找更多的方法综合防控致病菌,减缓其过快产生耐药性的菌株。

2食源性致病菌检测技术

目前,实际用于食源性致病菌检测的方法主要有:分离培养、生化鉴定、酶联免疫吸附、聚合酶

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热带农业科学

链式反应(PCR)以及环介导恒温扩增技术(LAMP)等。传统的检测方法耗时繁琐,灵敏度低的特点不能满足快速检测的需求[17-19]。

2.1传统检测方法

传统的致病微生物检测鉴定的主要依据形态学特征、生理生化反应特征以及血清学反应。2.1.1形态学特征鉴定

主要方法:在显微镜下观察细胞外形大小、形状等,革兰氏染色反应,能否运动、鞭毛着生部位和数目,有无芽孢和荚膜、芽孢的大小和位置;在一定的固体培养基上生长的菌落特征,包括外形、大小、光泽等;在一定的斜面培养基上生长的菌落特征,包括生长程度、形状、颜色等;在半固体培养基上经穿刺接种后的生长情况;在液体培养基中生长情况,包括是否产生菌膜,均匀浑浊还是发生沉淀,有无气泡,培养基的颜色等进行鉴定。2.1.2生理生化反应特征鉴定

物质利用方面,对各种碳源(CO2、糖类等)、氮源(硝酸盐、铵盐等)、能源(光能、化学能等)和生长因子的要求进行鉴定;

利用生化试验,通过三塘铁琼脂试验、赖氨酸脱羧酶试验、靛基质试验、尿素琼脂试验、氰化钾试验等进行鉴定;

通过对氧气的要求,好氧、厌氧、兼性厌氧等进行鉴定。

2.1.3血清学分型

很多细菌具有十分相似的表面结构或有作用相同的酶,在普通的技术(如电子显微镜)下仍无法判断。利用抗原与抗体的高度敏感特异性反应,可鉴别相似的菌种,或对同种微生物分型。

传统的微生物检验方法灵敏度高,费用低,能检测出食品中的微生物群落数量和特性等方面的定性和定量结果。然而传统检测方法费时费力,获得最终的结果通常需要数天时间,这增加了企业对于果蔬的储藏成本和质量控制成本,也加大了政府对于食品安全的监管难度。因此,需要快速的食源性致病微生物的检测方法。

2.2快速检测方法

在食源性致病微生物检测领域所用快速检测方法有基于抗原—抗体相互作用的酶联免疫法、PCR(包括多重PCR、实时定量PCR等)等。还有研究者采用一些特殊材料的物理特性应用于致病微生物的检测。2.2.1酶联免疫法

酶联免疫法的基本原理是抗原与抗体的特异性结合。J.ADurant等[43]将小鼠单克隆抗体应用于酶联免疫法,该方法被证明可以用于定量分析混合菌群中的单一目标菌,这对于快速分析一个样品中是否含有致病菌具有借鉴意义。虽然酶联免疫法可以提高检测的速度(比传统方法快2~3d),但酶联免疫法常出现假阴性结果,这可能与所用单克隆抗体的专一性有关,因此在试验过程中需要设置阳性和阴性对照试验。且还有所用的材料不能重复使用、不能分辨受损细胞、花费较贵等缺点。

2.2.2聚合酶链式反应

聚合酶链式反应的原理是根据碱基互补配对原则,在体外对目标菌的基因进行扩增。进而对基因测序,通过序列比对判断目标菌的种类。

聚合酶链式反应(PCR)具有更高的灵敏度,SiHongPark等[44-46]研究称,对同一批样品的检测,PCR的灵敏度可达92%,而传统方法仅有50%。在聚合酶链式反应中,通过浓缩的步骤可以提高PCR法的灵敏度。但PCR需要进行繁琐的前处理步骤,且该方法不能区分活细胞和死细胞,很容易造成对样品的误判导致经济损失[47]。

但是,在运用传统方法之前采用PCR方法对样品进行快速检测,可以提高检测的方向性和目的性。

为提高PCR方法的效率,2000年,日本荣研化学株式会社开发了一种恒温的体外核酸扩增方法,即环介导恒温扩增技术(LAMP)。其特点是针对靶基因的6个区域设计4种特异引物,利用一种链置换DNA聚合酶在等温条件(63℃左右)保温30~60min即可完成核酸扩增反应。由美国Diagenetix公司开发的Smart-DARTTM采用了该技术,省却了热循环仪,使得成本降低,并且根据其恒温扩增的特点大大提升了检测效率。Smart-DARTTM体积小巧,可以随身携带。它还采用Android系统控制仪器,使得数据传输和管理都更加简便。

2.2.3其他检测方法

JayaSundaram等[48]用聚乙烯醇封装银纳米粒子用于致病微生物的检测,可以同时在一块基质上

钱程等果蔬中食源性致病微生物的研究进展

区别多种致病菌。YigangXu等[49]采用多重PCR与高效液相色谱相结合的方式同时分析多种致病菌的16SrRNA,但是同样无法区分活细胞和死细胞。

由于传统检测方法的弊端,新的快速检测方法在食源性安全领域广泛应用。然而,快速检测的方法并未被我国国家标准所采用,加之现行国家标准混乱的局面,增加检测人员的工作量,同时也影响了检测的效率。而在美国、欧盟等发达国家和地区,快速检测方法正在应用,这也凸显了我国食品安全领域与发达国家之间的差距。必须加速发展我国食品安全检测手段,才能适应经济的快速发展和缩短与发达国家的差距。

3食源性致病微生物防控技术

在实际生产过程中,果蔬暴露在致病微生物的可能性存在于生产的每个环节,包括田间的栽培采收、工厂中的加工包装以及运输等过程。因此,致病微生物的防控需要对生产的每个过程进行防控,以确保果蔬最终的安全性。

在栽培过程中,受致病微生物污染的灌溉水是威胁果蔬质量的最重要因素[50-51],然而,控制灌溉水的质量难度很大,因此目前的研究大多集中在评估灌溉水受污染的程度和灌溉水中致病微生物的检测监督。从灌溉水方面通过生物防治的方法防控致病微生物或许可以降低其危害程度。

在果蔬加工过程中,食源性致病菌通常会在加工材料的表面形成菌膜[52],并具有高效的抗逆性。对于加工材料上致病菌的防控多采用杀菌剂等方法。目前,很多研究者通过提取天然产物中生物活性成分用于开发抗菌剂。MélanieTurgis等[53]从月桂、肉桂、甘兰菊、百里香和香茅等植物中提取到的天然活性成分对大肠杆菌等7种致病菌具有不同程度的抗性。并且发现与乳酸链球菌素、片球菌素和2种从肠球菌中分离到的细菌素联合使用可增强抑菌效果,同时还可增加食物的感官效果。还有一些研究者通过在食物表面包覆一层具有抑菌效果的可食用膜,向其中混入天然活性成分,可以同时达到异菌和改善食物品质的效果。如KyungW.Kim等[54]使用的壳聚糖涂层,EmrahTorlak等[55]发明的壳聚糖混合蜂胶的涂层,MehdiAlboofetileh等[56]采用藻酸盐混合植物精油的纳米涂层等,都对常见的致病菌(如大肠杆菌、单增李斯特菌、沙门氏菌等)具有较好的抑菌效果。

在果蔬的运输过程中,导致致病微生物污染果蔬的情况多是由于工作人员的不规范操作、工作人员自身生病等原因携带致病微生物等情况造成。因此,在生产运输过程中,规范工作人员的操作、对患传染病的工作人员采取休假或加强防护等措施,可以有效防控致病微生物在运输过程中的传播。

对于已经受到致病微生物污染的果蔬,也有研究者采用一些方法来进行挽救,希望能在最大限度上挽回企业和个人的损失。Sung-YounKim等[57]通过震动的方法来减少生菜和菠菜表面的致病菌。在20Hz的条件下震动20s,可将蔬菜表面的大肠杆菌、单增李斯特菌和沙门氏菌分别减少776、5370、177CFU/g。并且证明该项技术适用于不同的蔬菜种类,但对于细菌对蔬菜表面的依附和脱离的机理尚待研究。KarineTrudeau等[58]发现使用γ射线辐照金黄色葡萄球菌24h,可改变其表达的不同分子量蛋白的比例,这或许可应用于降低金黄色葡萄球菌的致病性。

IsabelAlegre等[59]发现假单胞菌CPA-7与沙门氏菌和单增李斯特菌有拮抗作用,可用于果蔬储运过程,避免其受到致病菌的污染。Wen-HsuanWu等[60]的研究表明,植物体本身可以产生一种氨基酸(IB-AMP1)用于抵御致病菌(包括金黄色葡萄球菌、肠炎沙门氏菌和大肠杆菌O157)的侵染。而IB-AMP1与致病菌的亲和性要高于人细胞的亲和性。通过提高植物自身抵抗食源性致病菌的活性,可以极大提高果蔬类食品的安全性。还有研究者称低浓度的电解水可以作为有效的抑菌剂,抑制蔬菜、家禽和肉类中所含的致病菌[61]。

目前,通过物理方法和利用天然产物的方法被认为是安全可行的防控方法,因此也是防控研究的热点。通过提高果蔬本身的防御能力可以更好践行环保的原则。

在果蔬已经受到污染的既定事实后,对食源性致病微生物的防控实际上进一步增加了农产品的生产成本,造成一定的资源浪费。所以,从源头上按照良好的规范进行果蔬产品的生产、加工是既安全

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又经济的生产模式。

4结语

从全球范围来看,食源性致病微生物带来的食品安全问题在发达国家已经成为威胁公众安全的最大安全隐患。在我国,食源性致病微生物所引发的安全问题也在逐年增加,政府和公众的关注也在不断改善。

由于食源性致病微生物导致我国果蔬在出口时屡屡受阻的事实也提醒我们,必须提升我国果蔬产品的质量,拓宽我国果蔬产品的销售渠道。

在我国,果蔬中常见的食源性致病微生物种类需要全面地调查,并向相关科研人员和公众公开,加强公众对其危害的防范意识。对于新发现的耐药菌株,需要尽量避免污染到果蔬产品以防引起大范围的传播。对致病菌耐药机理的研究可以为合理的防控致病微生物提供科学的数据支撑。

对食源性致病微生物的及时检测鉴定,是降低其引发危害的有力措施之一。传统和现代的检测鉴定方法分别具有不同的优势和不足,可以充分结合,取长补短,提高检测效率,及时通报致病微生物的污染情况,将危害程度降至最低。

对食源性致病微生物的有效防控,可以极大地降低其带来的危害。防控手段需要作用于果蔬生产的全过程,包括从田间生产到消费者食用。防控技术的研究除具有有效地控制致病微生物的效果外,还需要具有环境友好的特点。加强相关生产人员的防范意识,可以杜绝由于不规范的操作和管理造成的偶然污染,提高果蔬产品的品质。

鉴于许多国家已发生大规模食源性致病微生物的案例,我国需要建立相关监测网络,保证我国公民食用果蔬产品的安全性,确保我国出口果蔬产品的质量,提升我国农产品在国际市场上的贸易地位。

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污染土壤微生物修复技术研究进展

污染土壤微生物修复技术研究进展课程论文 摘要针对2014年4月环境环保部公布的首次全国土壤污染状况调查结果,撰写我国最严重的耕地污染中主要污染物镉、砷、滴滴涕和多环芳烃的微生物修复研究进展。 关键词土壤污染;微生物修复;重金属污染;有机物污染 2005年4月至2013年12月我国开展的首次全国土壤污染状况调查结果显示全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。人类赖以生存的耕地中土壤点位超标率高达19.4%,迫在眉睫的主要污染物为镉、砷、滴滴涕和多环芳烃[1]。 微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群,在适宜环境条件下,促进或强化微生物代谢功能,从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术,它已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分和生力军[2]。由于我国土壤调查结果显示在农田耕地中重金属污染物镉、镍、砷、有机污染物滴滴涕和多环芳烃超标最严重,对这些污染物的治理已经迫在眉睫。所以,本文重点阐述针对这5种污染物的微生物修复技术研究进展。 1、重金属污染土壤微生物修复研究进展 土壤微生物种类繁多、数量庞大,是土壤的活性有机胶体,比表面大、带电荷和代谢活动旺盛,在重金属污染物的土壤生物地球化学循环过程中起到了积极作用。微生物可以对土壤中重金属进行固定、移动或转化,改变它们在土壤中的环境化学行为,可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性,从而达到生物修复的目的[3]。因此,重金属污染土壤的微生物修复原理主要包括生物富集 (如生物积累、吸附作用)、生物转化(如生物氧化还原、甲基化与去甲基化以及重金属的溶解和有机络合配位降解)、生物固定(如与S2-的共沉淀)、生物滤除(如细菌的淋滤作用)等作用方式。 1.1镉污染 将具有重金属吸附能力的天然蛋白或人工合成肽展示在微生物细胞表面,可以提高微生物对重金属的吸附能力。Kuro da等[4]改造了微生物表面蛋白使得当酵母金属硫蛋白( YMT )串联体在酵母表面展示表达后,4 聚体对重金属吸附能力提高5.9 倍, 8 聚

微生物肥料

微生物肥料研究发展、应用现状及开发对策 农业生产中化肥和农药的使用量逐年增加,引起土壤退化、生态环境恶化等问题,对农产品安全和农业可持续发展构成威胁和挑战。微生物肥料具有改良土质、增进土壤肥力、促进作物的营养吸收、增强作物抗病和抗逆能力等重要功能[1- 2],其研究和开发面临很好的发展机遇。 一、微生物肥料的概念及研究进展 微生物肥料是一类含有活性微生物、具有肥料效应的特定制品。微生物肥料可分为2 类,一类通过其中所含微生物的生命活动来增加植物营养元素的供应量,改善植物营养状况,进而增加产量,如根瘤菌肥;另一类通过其中所含微生物的生命活动及其产生的次生代谢物质(如激素类等),提供植物营养元素的供应,促进植物对营养元素的吸收利用,抵抗某些病原微生物的致病作用,减轻病虫害的发生,如近年开发的植物促生根际细菌(Plant Growth- Promoting Rhizobacteria,PGPR)。 1887 年研究者发现豆科植物根瘤具有固氮功能并成功培养根瘤菌,此后,微生物肥料的研究与应用迅速增多。国外对微生物肥料的研究和应用历史较我国长,其主要的品种是各种根瘤菌肥。早在20 世纪20 年代在美国、澳大利亚等国就开始有根瘤菌接种剂(根瘤菌肥料)的研究和试用,一直到现在根瘤菌肥依然是最主要的品种。

我国微生物制剂的发展经历了根瘤菌剂、细菌肥料(菌肥)到微生物肥料的变迁,由豆科接种剂、菌种拌种发展为各种农作物的基肥,有的微生物由于能产生活性物质,有时也用作叶面喷施肥料。我国微生物肥料的研究应用是从豆科植物上应用根瘤菌接种剂开始的,起初只有大豆和花生根瘤菌剂;20 世纪50 年代,开始从原苏联引进自生固氮菌、磷细菌和硅酸盐细菌剂,称为细菌肥料;20 世纪60 年代推广使用放线菌制成的“5406”抗生菌肥料和固氮蓝绿藻肥;70~80 年代中期开始使用VA 菌根以改善植物磷素营养条件和提高水分利用率;80 年代中期至90 年代相继应用联合固氮菌和生物钾肥作为拌种剂;近几年来主要推广应用由固氮菌、磷细菌、钾细菌和有机肥复合制成的生物肥料,做基肥施用[3-5]。 目前,国内外出现了基因工程菌肥、作基肥和追肥用的有机无机复合菌肥、生物有机肥、非草炭载体高密度的菌粉型微生物接种剂肥料以及其他多种功能类型和名称的微生物肥料。 二、微生物肥料的种类及应用现状 微生物肥料的种类很多,如果按其制品中特定的微生物种类可分为细菌肥料(根瘤菌肥、固氮菌肥)、放线菌肥(如抗生菌类、5406)、真菌类肥料(如菌根真菌)等;按其作用机理可分为根瘤菌肥料、固氮菌肥料、解磷菌类肥料、解钾菌类肥料等;此外,还可以根据组成成分简单的划分为单纯微生物肥料和复合微生物肥料两大类型[3- 4]。研究较多的微生物肥料有以下几种。 2.1 根瘤菌和固氮菌类

微生物污染食品安全

微生物污染食品安全 10信息-1班 郭暑洋 1067118103

微生物污染食品安全 摘要:食源性致病微生物引起食品污染是食源性疾病发生的主要原因,在我国和世界各国造成了很多的食品安全事件。本文通过对食源性致病微生物致病机理阐述,提出了包括风险评估、提高检测技术、部门协作在内的预防措施。 关键词:食源性致病微生物Food-borne pathogenic microorganisms;管理建议Management advice 国以民为本,民以食为天,食以安为先。食物是人类赖以生存和发展的基本物质条件,也是国家安定、社会发展的根本要素。在任何一个国家,食品质量及其安全性都是上至国家领导人,下至百姓共同关注的一个永恒主题。食品安全不仅涉及广大人民群众的生命安全与健康,还涉及到一个单位乃至一个国家的声誉。由食品安全问题引起的事件还会直接影响社会稳定、经济发展以及国际间的合作。 食品中的生物性污染无论是在发达国家还是发展中国家都是影响食品安伞的最主要原因.致病性微生物是对消费者健康危害最大的食品安全问题。因此引起了食品研究者的关注。 一.食源性致病微生物 食源性致病微生物是通过摄食进入人体内的各种致病因子引起的、通常具有感染性质或中毒性质的一类疾病。食源性疾病包括食物中毒、肠道传染病、人畜共患传染病、肠源性病毒感染以及经肠道感染的寄生虫病等。食源性致病微生物暴发的定义是“两人或两人以上在进食同种食物后患相同疾病,通常是胃肠道疾病,经过调查确系食品所引发的”。据统计,在食源性疾病中,由致病菌引发的食物中毒是食品安全的主要问题[1]。 1、致病微生物的种类 常见食源性致病菌有沙门氏菌属、致泻性大肠杆菌、单核细胞增生李斯特菌、肉毒梭状芽孢杆菌及肉毒毒素、金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌和空肠弯曲菌等微生物,另外还有一些病毒[2]。 (1)沙门氏菌属 沙门氏菌属,属于肠杆菌科,包括近2300个血清型,为革兰氏阴性杆菌,需氧或兼性厌氧,绝大部分具有周生鞭毛,能运动。可通过某种生化反应来鉴别分类,在生化反应中,一个重要的特征是产生硫化氢。沙门氏菌属的各菌种和菌株,可通过血清学技术(抗原一抗体反应等)来鉴别。与食品传染有关的细菌对人类和动物都能适应,致病性最强的是猪霍乱沙门氏菌,其次是鼠伤寒沙门氏菌。

微生物多样性对植物群落影响的研究进展(1)(1)

安庆师范学院本科毕业(学位)论文 姓名:王婷婷 年级: 2 0 0 7级 专业:环境科学 论文题目:微生物多样性对植物 群落影响的研究进展 完成日期:2011年4月27日 指导老师:潘少兵 安庆师范学院资源环境学院 二O一一年四月二十七日

微生物多样性对植物群落影响的研究进展 作者:王婷婷指导老师:潘少兵 (安庆师范学院资源环境学院安徽安庆246011) 摘要:土壤是微生物的主要存在场所,它承载了大部分生命的基因多样性。微生物群落在各种生态进程中具有重要作用,但是对于微生物多样性与执行生态功能能力的联系却研究的很有限。这篇文章以微生物多样性在植物群落方面的作用为基础,探讨微生物群落在执行生态功能中的冗余现象。 关键词:微生物多样性;功能冗余;植物多样性 Advancement of Effect of Microbial Diversity on Plant Diversity Autor:Wang Tingting Instructor: Pan Shaobing (School of Resources and environmental science,Anqing Teachers’College,Anqing 246011,Anhui) Abstract: Microbes are abundant in soil and comprise a large portion of Life's genetic diversity. Soil microbes play key roles in a large number of important ecosystem process- es. But the relativity between soil microbial diversity and their ecological functions is still poorly understood. Here we approach the functional redundances during soil microb- es influencing the ecological functions based on the various roles that they play in plant diversity. Key words:microbial diversity, functional redundances, plant diversity 引言: 土壤是微生物的主要存在场所,微生物在土壤养分转化与腐殖质形成过程中有着非常重要的作用。土壤生态系统是保证动植物生存、农业健康、持续发展的基础[1],对全球的生态环境变化有着深远的影响。土壤微生物群落是土壤中的活性组分, 包括细菌、真菌、放线菌和原生动物、病毒和小型藻类[2],每克土壤中栖息着大约100 亿个微生物[3]。土壤微生物群落对全球生态系统功能如养分转化、有机物的分解、土壤基本结构的维持、

微生物肥料生产新技术

微生物肥料生产新技术 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

微生物肥料生产新技术 一、微生物肥料生产新工艺及流程 一般传统的微生物肥料生产工艺是:保藏菌种→斜面菌种培养活化→摇瓶扩大培养→发酵罐液体发酵→按一定的比例用草炭吸附后包装或按一定的比例稀释后直接包装。建立这样的生产企业需要建立大面积的无菌培养室、购置发酵罐、空压机、过滤器等设备,而且培养、发酵条件不易控制,菌种质量难以保证,投资大、成本高。 河北省生物工程技术公司针对众多微生物肥料生产企业中存在的上述难题,联合河北农业大学、河北大学、河北省科学院微生物研究所等单位微生物专家,经多年研究攻关、多次实验,开发出微生物肥料生产新工艺,成功解决了上述难题,非常适合中小微生物肥料生产企业采用,尤其是特别适合现有的复混肥料、有机肥料生产企业生产生物有机无机肥料、生物有机肥料,作为其产品功能更新、升级或提高应用效果而添加。 河北省生物工程技术公司微生物肥料新的生产工艺是:使用公司新开发出的高活性、高含量微生物菌粉按一定比例直接加入或包衣到有机肥或复混肥料中,即可生产出符合国家农业部登记标准要求的微生物菌剂、生物有机肥、复合微生物肥料、微生物冲施肥、拌冲剂等产品。 具体工艺流程为: (1)微生物菌剂工艺: 草炭或其他吸附剂 + 菌粉微生物固体菌剂或颗粒肥包装 (2)生物有机肥工艺: 有机肥粉状或颗粒 + 菌粉生物有机肥包装 (3)复合微生物肥料(生物复混肥):

化肥(N、P、K)配料→混合→造粒→烘干冷却→筛分→ 包装 菌粉 (4)微生物冲施肥微生物拌种剂 和其他辅料配比制成微生物冲施肥及拌种挤 上述新工艺,实际上相当于将微生物肥料生产中投资大、工艺复杂、技术难度大、质量要求高、用量少的菌剂生产环节交给我们来完成,由我们统一规模化生产提供给每个企业。这样将使微生物肥料的生产变得简便、高效、低成本。就象手机市场研发出强大的手机芯片,从而使手机生产变得简化进而出现山寨手机一样,高活性的菌粉就是这种“芯片”,只需嫁接到你的产品中,即可生产出各种成分、含量的微生物肥料。所不同的是:高活性菌粉中的有效菌是国家已认可、明确用于农业生产的菌种,用于生产出来的各种微生物肥料均可获得农业部的微生物肥料登记证。 河北省生物工程技术公司提供的菌粉产品,采用现代化的生产设备,在工业化发酵生产生物肥料的基础上,将菌剂进一步浓缩低温脱水精制而成,实现了菌剂生产的规模化、现代化,保证了菌剂的质量,降低了成本。 二、高活性菌粉技术指标: 含(胶质芽孢杆菌)活性芽孢100亿/克个以上,有效期24个月 三、在微生物肥料生产中使用高活性菌粉的特点及优势 1、生产投资成本低

土壤微生物群落多样性研究方法及进展_1

第27卷增刊V ol 127,Sup 1广西农业生物科学Journal o f Guangx i A g ric 1and Biol 1Science 2008年6月June,2008 收稿日期:20080122。 基金项目:广西大学博士启动基金项目(X05119)。 作者简介:姚晓华(广西大学副教授,博士;E -mail:x hy ao@g xu 1edu 1cn 。文章编号:10083464(2008)增008405 土壤微生物群落多样性研究方法及进展 姚晓华 (广西大学农学院,广西南宁530005) 摘要:微生物多样性是指群落中的微生物种群类型和数量、种的丰度和均度以及种的分布情况。研究 土壤微生物群落多样性的方法包括传统的以生化技术为基础的方法(直接平板计数、单碳源利用模式等) 和以现代分子生物技术为基础的方法(从土壤中提取DN A ,进行G+C%含量的分析,或杂交分析,或进 行PCR,产物再进行D GGE/T GG E 等分析)。现代生物技术与传统微生物研究方法的结合使用,为更全面 地理解土壤微生物群落的多样性和生态功能提供了良好的前景。 关键词:微生物多样性;生化技术;分子生物学技术;DN A 中图分类号:.Q 938115 文献标识码:A Advancement of methods in studying soil microbial diversity YAO Xiao -hua (Co llege of Ag ricultur e,G uangx i U niv ersit y,N anning 530005,China) Abstract:Species div ersity consist o f species richness,the total number of species,species ev enness,and the distribution of species 1Methods to measure microbial diversity in so il can be categ orized into tw o g roups:biochemica-l based techniques and m olecular -based techniques 1The fo rmer techniques include plate counts,sole carbon so urce utilizatio n patterns,fatty acid methy l ester analysis,and et al 1The latter techniques include G +C%,DNA reassociation,DNA -DNA hy br idization,DGGE/TGGC,and et al 1Ov er all,the best w ay to study soil microbial diversity w o uld be to use a variety of tests w ith differ ent endpoints and degr ees o f r esolutio n to o btain the bro adest picture possible and the most inform ation r eg ar ding the microbial co mmunity 1 Key words:microbial diversity;biochem ica-l based techniques,mo lecular -based techniques,DNA 微生物多样性研究是微生物生态学最重要的研究内容之一。微生物在土壤中普遍存在,对环境条件的变化反应敏捷,它能较早地预测土壤养分及环境质量的变化过程,被认为是最有潜力的敏感性生物指标之一[1] 。但土壤微生物的种类庞大,使得有关微生物区系的分析工作十分耗时费力。因此,微生物群落结构的研究主要通过微生物生态学的方法来完成,即通过描述微生物群落的稳定性、微生物群落生态学机理以及自然或人为干扰对群落产生的影响,揭示土壤质量与微生物数量和活性之间的关系。利用分子生物学技术和研究策略,揭示自然界各种环境中(尤其是极端环境)微生物多样性的真实水平及其物种组成,是微生物生态学各项研究的基础和核心,是重新认识复杂的微生物世界的开端。

微生物肥料产业需求与技术创新

微生物肥料产业需求与技术创新 发表时间:2019-07-22T16:52:09.163Z 来源:《基层建设》2019年第13期作者:莫意雯[导读] 摘要:在国家绿色农业发展和乡村振兴计划等战略中,微生物肥料均被列为绿色新型投入品和优先支持发展的生物制品,必将在新时代迎来更好的发展机遇。 身份证号:33010819920721XXXX 浙江杭州 310000 摘要:在国家绿色农业发展和乡村振兴计划等战略中,微生物肥料均被列为绿色新型投入品和优先支持发展的生物制品,必将在新时代迎来更好的发展机遇。本文在分析我国微生物肥料行业现状与标准体系特点基础上,阐述了微生物肥料具备的多功能、主动响应、信号调控、绿色环保等方面特征,提出了下一步发展的技术创新与新产品名录。 关键词:微生物肥料;产业需求;技术创新引言: 在国家绿色农业发展和乡村振兴计划等战略中,对微生物肥料产业提出了新的要求,研发新产品、新菌种、新工艺、新功效等已成为新时期产业发展目标。本文在重点对近几年我国微生物肥料行业现状分析的基础上,提出下一步发展的新产品与技术方向等产业发展需求,尤其是围绕实现产业发展目标,需要重视和加速推进创新力度,为产业发展提供强大的原动力,进而推动产业健康稳定和可持续发展。 1我国的微生物肥料特点一是产品种类多,使用菌种达170多种,登记产品超过6?000个。研发应用的菌剂产品种类多,尤其是在研制开发微生物与有机营养物质、微生物与无机营养物质的复合而成的新产品方面,处于领先的地位。其次是我国微生物肥料应用面积广,每年应用面积累计2.7×107?hm2以上,几乎在所有作物上都有应用,在提高化肥利用率、降低化肥使用量和减少化肥过量使用导致环境污染,净化和维护土壤健康,提升作物品质等方面已取得了较好的效果。三是我国微生物肥料行业生产规模大,产能3?000万t以上,但需通过技术创新,突破新的功能菌种选育、生产工艺优化、货架期延长等关键技术难题,进一步提高产品质量,降低生产成本,稳定应用效果,为我国微生物肥料产业下一个黄金发展时期提供坚实的技术基础。 2微生物肥料产业需求 2.1微生物肥料产业发展总体情况 微生物肥料因其培肥地力、节本增效、绿色环保等特点受到广泛关注,已成为绿色生态农业发展的不可替代的制胜法宝之一。近年来,国家通过各种措施推动了微生物肥料的应用与发展,在颁布实施的《生物产业发展规划》中,将微生物肥料纳入到“农用生物制品发展行动计划”;2015年原农业部制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》,明确“有机肥替代化肥”的技术路径;近年又提出“一控两减三基本”的目标,力争实现农药化肥的零增长。微生物肥料的作用将越来越凸显,对实现“藏粮于地、藏粮于技”战略指导思想,保障国家粮食安全、农产品质量安全和农业生态安全具有十分重要的意义。 2.2微生物肥料标准体系助力产业健康持续发展 相关标准体系涉及了产品质量要求、检测方法、安全评估、生产规程、应用效果评价等各个方面,在产品生产、登记、销售、流通等各个环节被政府部门采用,为行业健康持续发展提供了技术支撑及法规依据,实现了政府监管有法可依,企业生产有章可循,行业发展有规可矩[1]。以当前产业发展和市场需求为切入点,大力开展复合型微生物肥料菌株的相互作用、复合发酵工艺优化、货架期延长技术、微生物包衣技术,以及土壤生物修复等关键技术研究,制定“复合型微生物肥料生产质量控制技术规程”、“土壤修复菌剂”、“微生物包衣技术规程”等相关标准,并针对微生物肥料产品中广泛使用的芽孢杆菌等,研制含量和功能定量的微生物制剂标准样品,以进一步丰富和完善微生物肥料标准体系,促进产业的健康、快速发展。 2.3微生物产业的跨越发展急需技术产品的创新 尽管我国微生物肥料的研发应用历经数10年,并在近10年来取得了快速发展,但是仍存在整体水平参差不齐、功能机理不明、菌株与产品同质化严重、生产工艺欠合理、技术创新不足、效果稳定性差、菌种产品产权保护不力等制约我国微生物肥料行业发展的问题[2]。这些与研究基础薄弱、研发投入少、行业起步晚等密切相关。在我国微生物肥料迎来快速发展新时代的今天,行业技术产品创新不足成为主要的制约因素。 3微生物肥料产业技术创新 3.1选育新功能菌种是研发新一代微生物肥料的核心 目前,微生物肥料距离“智能化”产品目标尚有差距,其主要原因是功能菌株及其组合达不到要求,仅能满足“智能化”的部分要求,尤其是主动响应的互作性和系统调控的稳定性方面存在不足。菌种创新是微生物肥料产业发展的核心内容,包括新功能菌种的筛选技术和评价技术。针对优良菌种“六性”要求,即功能性、生产性、互作性、协同性、生态适应性、安全性,急需建立对应的技术方法,实现优良菌株的科学评价,并且加强与土壤环境的耦合评价技术,明确功能菌种应用后对土壤理化性质和生物肥力的影响[3]。同时,应重视菌种活性保持技术,采用回归应用环境、添加植物或土壤浸提物等措施进行复壮,防止菌种退化。此外,也急需肥料管理部门在下一步的肥料管理法规中,确立新研发功能菌株的知识产权保护政策,采用现代技术建立菌株编码的唯一性系统,维护新菌株选育者的权益,达到产权保护和菌种溯源的目标。 3.2未来数年内的新技术产品及其特征 微生物肥料优良生产菌株筛选及发酵工艺技术、微生物农田土壤净化修复技术、共生固氮微生物应用新技术、微生物种子包衣技术、有机资源综合利用微生物转化新技术、作物秸秆快速腐解还田微生物及其配套技术、新型复合配套技术。其对应的重点研发应用产品分别为:根瘤菌剂、有机物料腐熟菌剂、土壤修复菌剂、溶磷菌剂、生物有机肥、复合微生物肥料等。这些新产品应具备的特征如下: 3.2.1土壤修复菌剂 对蔬菜、果树、草药、烟草等重茬土壤、酸性土壤、盐碱土壤和次生盐渍化土壤的有效修复,以及对土壤中的农药残留、土壤中的除草剂残留等高效降解。该产品对修复土壤和维护土壤健康,及在保证农产品安全中不可缺少。 3.2.2固氮及根瘤菌剂

微生物肥料的发展现状及问题

浅谈微生物肥料的发展现状及问题 王智武 (合肥工业大学,安徽合肥,230009) 摘要:随着我国绿色农业的蓬勃发展, 微生物肥料以其在农业生产中的显著作用越来越受到人们的重视。本文介绍了微生物肥料的特点、优势,简述了我国微生物肥料的发展现状及目前存在的问题,并对我国微生物肥料产业发展提出几点建议,对微生物肥料发展的前景做了展望。 关键词:微生物肥料;现状;问题;前景 近年来,大量使用化肥带来的环境污染、土壤板结、地力衰退、生态恶化等问题日益严重,破坏了环境,影响了土壤肥力,降低了农产品的品质。另外,化肥利用率的逐年降低,致使农业成本增加,生产效益降低。为了实现农业的可持续发展,达到高产、优质、高效、生态、安全的目的,世界各国都在极寻求更好的解决方案。微生物肥料具有无毒、无害、无任何污染的特点和促进植物生长的作用;以其改良土壤、增加产量、提高品质且保护环境等特点而成为研究热点。微生物肥料中特定的功能微生物通过自身的生命活动促进土壤中物质的转化、提高作物营养水平、促进和协助营养吸收、刺激调控作物的生长,防治有害微生物等,从而达到增加作物产量和提高作物品质的目的。随着人们对环境保护的日益重视和现代生态农业、绿色农业、有机农业的蓬勃发展,微生物肥料的推广应用有了长足的进展,创造了较高的经济效益和生态效益,对发展我国可持续农业发挥了重要作用。 1、微生物肥料概况 1.1 微生物肥料的定义 微生物肥料,是指一类含有活的微生物的特定试剂,并通过微生物的特定作用给植物提供营养,调节植物生长,应用于农业生产中能够获得特定的肥料效应。微生物肥料可分为两类,一类是产品是微生物加载体,应该叫接种剂,对农作物生长有良好的刺激和调控作用,是通过其中所含微生物的生命活动,增强了植物营养元素的供应量,导致植物营养状况的改善,进而增加产量。另一类是广义的微生物肥料,其制品虽然也是通过其中所含微生物的生命活动使作物增产,但它不仅仅限于提高植物营养元素的供应水平,还包括了它们所产生的次生代谢物质,如激素类物质、抗生素等,促进植物对营养物质的吸收利用,或者能够拮抗病原微生物的致病作用,减轻病虫害而使作物增产。 1.2微生物肥料的特点及其优势 微生物肥料的核心是微生物,因此具有微生物的特性。微生物资源丰富,种类和功能繁多,可以开发成不同功能,不同用途的肥料。而且微生物菌株可以经过人工选育并不断纯化、复壮以提高其活力,特别是随着生物技术的进一步发展,通过基因工程的方法获得所需的菌株已成为可能。另外,从环境资源角度来

食品微生物学

2014年学术型硕士研究生招生考试大纲(食品微生物学) 学科、专业:食品科学(083201),粮食、油脂及植物蛋白工程(083202),农产品加工及贮藏工程(083203) 第一章绪论 了解微生物学的概貌。微生物的概念,微生物学发展史上有重要地位的几位科学家的姓名及其主要成就;微生物的五大共性及其原因;微生物的组成和分类;了解微生物学在理论研究和各应用领域中的重要作用,微生物学的主要分支学科,及在微生物学中最为常用、最为基本的实验技术。 第二章原核生物——细菌 原核细胞的基本结构;原核细胞的特殊结构与相应功能;原核生物细胞壁的结构与革兰氏染色的关系;真核细胞与原核细胞在结构上的主要差别;细菌的繁殖和分类。 第三章真核微生物 真菌的一般形态;真菌的繁殖方式;真菌的分类;霉菌的概念、特点与广泛应用;酵母菌的概念、特点与广泛应用。真菌的显微结构和菌落形态在真菌鉴定中的重要作用。 第四章微生物的营养 微生物的营养类型;培养基的种类与配制。微生物的几大类营养要素;碳源、氮源的分类;生长因子的概念与种类。培养基的配制原则和过程;培养基的类型;固体、液体和半固体培养基的用途。从营养要素的观点分析培养基配方。 第五章微生物的代谢 微生物在细胞结构、组成物质、代谢过程上与其他生物的相同与相异之处;微生物的分解产能途径;发酵作用的概念、种类与重要性;微生物的合成代谢;微生物的次生代谢产物。 第六章微生物的生长与环境条件 微生物生长的特点;生长曲线;微生物生长的检测方法原理与应用;对微生物生长有影响的主要环境因素;这些环境因素影响微生物的生长机理与特点;常见化学杀菌剂和抑菌剂的作用机理与使用特点;抗生素在医学上的重要性。 第七章非细胞生物——病毒 病毒的大小、形态和结构;病毒的主要特点;病毒分类的依据;噬菌体的特点与

微生物菌肥行业情况

我国微生物肥料的现状和发展趋势 我国微生物肥料的现状和发展趋势 沈德龙姜昕李俊 农业部微生物肥和食用菌菌种质量监督检验测试中心 微生物肥料又称接种剂,生物肥料、菌肥等,是指含有特定微生物活体的制品,应用于农业生产,通过其中所含微生物的生命活动,增加植物养分的供应量或促进植物生长,提高产量,改善农产品品质及农业生态环境。它具有制造和协助作物吸收营养、增进土壤肥力、增强植物抗病和抗干旱能力、降低和减轻植物病虫害、产生多种生理活性物质刺激和调控作物生长、减少化肥使用、促进农作物废弃物、城市垃圾的腐熟和开发利用、土壤环境的净化和修复作用、保护环境,以及提高农作物产品品质和食品安全等多方面的功效,在可持续农业战略发展及在农牧业中的地位日趋重要。 一、国内外微生物肥料的发展现状 (一)国外微生物肥料的发展概况 1、根瘤菌剂是最早研发的产品,已在全世界范围推广应用。 据统计,至少有70多个国家生产和应用豆科根瘤菌剂,生产应用规模较大的国家有美国、巴西、阿根廷、澳大利亚、新西兰、日本、意大利、奥地利、加拿大、法国、荷兰、芬兰、泰国、韩国、印度、卢旺达等。在美国、巴西等大豆种植的主要国家,根瘤菌接种率达到了95%以上,澳大利亚、新西兰等国家对豆科牧草的接种面积不断扩大,种植的其他豆科作物也逐步扩大适宜的根瘤菌接种应用范围。世界各国一直在研究与豆科作物及其品种相匹配的优良根瘤菌生产用菌株,根瘤菌剂产品在稳步提高。为保证根瘤菌剂的产品质量,各国制定了相应的标准,强化产品的监督管理。 2、固氮细菌、解磷细菌和解钾细菌等的研究不断深入,产品应用逐步扩大。 除根瘤菌以外,许多国家在其它一些有益微生物的研究和应用方面也做了大量的工作。前苏联及东欧一些国家的科研人员进行了固氮菌肥料和磷细菌肥料的研究和应用,代表性的菌种为圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌。他们和前捷克斯洛伐克、英格兰及印度的研究固氮菌的工作者证实,这类细菌能分泌生长物质和一种抗真菌的抗生素,能促进种子发芽和根的生长。20世纪70年代末和80年代初,一些国家对固氮细菌和解磷细菌进行了田间试验,所得结果之间迥异,引起科学家对其作用的争议。更进一步的研究表明,固氮螺菌与禾本科作物联合共生的效果显著,已在许多国家推广应用。总结20年来世界上一些国家的田间试验结果证明,固氮螺菌接种在土壤和气候不同的地区可以提高作物的产量,在60%~70%的试验中可增产5%~30%;此类菌剂促进生长的主要机制是产生能促进植物生长的物质,具体表现在促进根毛的密度和长度、侧根出现的频率及根的表面积。 (二)我国微生物肥料的发展概况 我国微生物肥料的研究应用和国际上一样,也是从豆科植物上应用根瘤菌接种剂开始的,并且在上世纪50—60年代期间,根瘤菌剂成为应用最为广泛的微生物肥料产品,其中大豆、花生、紫云英及豆科牧草接种面积较大,增产效果明显。紫云英根瘤菌在未种植过紫云英的地区应用,紫云英产草量可成倍增长。大豆接种根瘤菌每公顷可增产大豆225~300kg,花生根瘤菌可使花生增产10%~50%。豆科作物从

食品中的微生物污染

食品中的微生物污染 摘要:食品的微生物污染是指食品在加工、运输、贮藏、销售过程中被微生物及其毒素污染。微生物污染食品后不仅可以降低食品卫生质量,而且还可以对人体健康产生危害。与甚嚣尘上的食品中滥用添加剂的危害相比,很多食品安全专家、营养专家更担心的是日常生活中更常见的微生物污染。 关健词:微生物; 安全; 微生物毒素; 致病菌. Microbial Pollution of Food Abstract: The microbial pollution of refers to pollution of microorganism and its toxin from processing, transportation, storage and marketing. It will reduce food security level, and pose a threat to people ‘s well-being. Compared with abusing addition agen, experts of food security, as well as nutritionists are more concerned with microbial pollution, which affects our everyday life. Keywords:Microorganism ; Security ; Microbial toxin ; Pathogenic bacteria . 0 引言 食品的微生物污染是由一些致病微生物引起的,主要包括细菌、真菌和病毒等三类。由于微生物具有较强的生态适应性,在食品原料种植、收获、饲养、捕捞、加工、包装、运输、销售、保存以及食用等每一个环节都可能被微生物污染。同时,由于微生物具有易变异性,未来可能不断有新的病原微生物威胁食品安全和人类健康。 1 我国食品微生物污染的现状 中国工程院院士陈君石指出,目前我国的主要食品安全问题主要包括微生物引起的食源性疾病,农药残留、重金属、有机污染物等造成的化学性污染及非法使用食品添加剂等。而人们往往过于重视化学性污染,忽视了食源性疾病对食品安全的危害。事实上,我国流行的食源性疾病中,微生物性食物中毒居首位。原卫生部食品安全风险评估重点实验室的抽样调查显示,调查人群的食源性疾病发病次数为每人每年0.157次,即每6人中有1人过去一年中曾发生食源性疾病。自2000年起,我国建立了食源性疾病监测网络,其中对于致病性微生物的监测有沙门氏菌、副溶血性弧菌、大肠杆菌、金葡菌、单增李斯特菌、空肠弯曲菌、阪崎肠杆菌7种。 2014年12月国家食品药品监督管理总局发布的年度第二阶段19类食品及食品添加剂的监督抽检信息显示,微生物污染问题仍较突出。并且,抽

中国土壤微生物生态学研究进展汇总

第1章绪论 由来土壤微生物因其数量庞大、种类繁多而被称为丰富的生物资源库。土壤微生物包括蓝细菌、细菌、放线菌等原核微生物,还有真菌、蓝藻除外的藻类真核生物,地衣以及原生动物等,是一种形体微小,结构较简单的生物。广泛活跃于土壤中,土壤微生物对生物地球化学循环贡献着不可估量的力量,在土壤形成、有机质代谢、污染物降解、植物养分循环转化等过程中具有不可替代的作用,同时也是评价该地土壤肥力的重要指标之一,因此,对土壤微生物的生态学研究,有着非常深远的意义[1 -3]。

第2章草地土壤微生物生态研究概况 草地土壤微生物是土壤有机复合体以及草地生态系统的重要组成部分[4]。通过对土壤中微生物的活动和分布进行详细研究,可以了解对微生物特性、分布、功能等的影响的因素有哪些,同时可以知晓微生物对植物生长发育、土壤肥力以及土壤中能量流动与物质循环的影响和作用。 气候变化与季节更替对草地土壤微生物的数量与分布具有一定影响。微生物总生物量在春夏季节较高,秋季较低,冬季最少。不同类群的微生物量有各自不同的特点,但是随季节变化的总体趋势与上述相似。杨成德等[5]对东祁连山高寒草本草地土壤微生物量及酶的季节动态研究中发现,土壤微生物量碳随季节变化呈先升高后降低再升高的趋势,其中7月达到最大值,9月下降到最小值,但土壤微生物量氮、磷的季节变化与土壤微生物量碳有所不同,土壤酶活性也呈现季节性变化。金风霞等[6]在对不同种植年限苜蓿地土壤环境效应的研究中指出,各种植年限苜蓿草地土壤微生物群落以细菌占优势,而真菌的变化规律不明显,随着种植年限的变化,细菌和放线菌的数量呈现逐年递增的趋势。高雪峰等[7]研究了草原土壤微生物受放牧影响后的季节变化规律,研究结果表明,土壤中的细菌数量最低,从3月份开始逐渐增加,8月份达到最高值,8月到10月降低; 真菌数量3月份最高,5月份最低,而5月8月呈增加趋势,8月到10呈降低趋势; 放线菌数量5月份最少,5月到10月逐渐增加,10月份最高,之后又逐渐降低; 三大微生物类群的季节变化趋势不一致。任佐华等[8]研究了青藏高原腹地中,三江源自然保护区中的高寒草原土壤,分析了土壤微生物受气候变化的影响,结果表明,该区域微生物数量细菌最多,放线菌的数量次之,真菌的数量较少; 并且发现主要功能微生物菌群数量从多到少依次为氨化细菌、好气性固氮菌、硝化细菌、亚硝化细菌; 所研究区域的微生物生物量碳、氮含量差异显著; 对三江源地区高寒草原的土壤微生物活性影响明显的因素是温度的升高。

微生物肥料市场报告

微生物肥料概况 一、微生物肥料的分类 1、微生物菌剂,包括农用微生物菌剂和有机物料腐熟剂两大类产品。对应的标准是《农用微生物菌剂GB20287-2006》。

2、生物有机肥。生物有机肥指特定功能微生物与主要以动植物残体(如畜禽粪便、农作物秸秆等)为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。对应的标准是《生物有机肥NY 884-2012》。 3、复合微生物肥料,复合微生物肥料是指特定微生物与营养物质复合而成,能提供、保持或改善植物营养,提高农产品产量或

改善农产品品质的活体微生物制品。对应的标准是《复合微生物肥料NY/T 798—2015》。 二、微生物肥料发展必要性 (一)微生物肥料具有六大功能,是解决农业可持续发展问题的突破口 1、提供或活化养分功能 (1)生物固氮 ①根瘤菌及其制剂产品:如花生根瘤菌、大豆根瘤菌、紫云英根瘤菌 ②自生固氮菌/联合固氮菌及其制剂:圆褐固氮菌、拜氏固氮菌、雀稗固氮菌、巴西固氮螺菌、粪产碱菌; ③巴西、阿根廷、美国等大豆主要生产国,在大豆种植中均不施化学氮肥,使用根瘤菌菌剂即可满足大豆对氮肥的需要。(2)溶磷

目前主要研究和应用的菌种有: ①细菌:巨大芽胞杆菌;氧化硫硫杆菌;假单胞菌属的一些种;芽胞杆菌属或类芽;胞杆菌属的一些种。 ②真菌:青霉菌、黑曲霉,菌根等。 (3)解钾 菌种主要有:胶质芽胞杆菌、环状芽胞杆菌 (4)溶解中量元素 产生铁载体的氧化硫硫杆菌、根霉 2、产生促进作物生长活性物质能力 种类多:菌种主要有醋杆菌、气单胞菌、柠檬节杆菌、巴西固氮螺菌、自生固氮菌、巨大芽胞杆菌、多粘类芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、阴沟肠杆菌、荧光假单胞菌等。 这类微生物可以单独使用,更可以与其它微生物种类复合使用,使促生作用、肥效作用更好地结合起来,以提高和加强应用效果。这种复合剂型的研制是一个发展方向。 3、促进有机物料腐熟功能 腐熟菌剂产品使用的菌种:约60个种。 (1)细菌(18个):枯草芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、黄褐假单胞菌、嗜热脂肪地芽孢杆菌、多食鞘氨醇杆菌、戊糖片球菌、解淀粉芽孢杆菌、德氏乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸乳杆菌、施氏假单胞菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、阿氏团队节杆菌、黄褐假单胞菌、施氏假单胞菌、产黄纤维单胞菌;

浙江大学工业微生物学2000真题

浙江大学2000年工业微生物考研试题 一、是非题(共16分。只需注明 “ 对 ” 或 “ 错 ” ) ? 遗传型相同的个体在不同环境条件下会有不同的表现型。 EMP 和 HMP 代谢途径往往同时存在于同一种微生物的糖代谢中。 如果碱基的置换,并不引起其编码的肽链结构的改变,那么,这种突变现象称为沉默突变。 低剂量照射紫外线,对微生物几乎没有影响,但以超过某一阈值剂量的紫外线照射,则会导致微生物的基因突变。 在宿主细胞内, DNA 病毒转录生成 mRNA ,然后以 mRNA 为模板翻译外壳蛋白、被膜蛋白及溶菌酶。 总状毛霉和米根霉同属藻状菌纲。 大多数微生物可以合成自身所需的生长因子,不必从外界摄取。 产子囊孢子的细胞一定是双倍体,而出芽生殖的细胞可以是双倍体,也可以是单倍体。 E.coli K12( l ) 表示一株带有 l 前噬菌体( Prophage) 的大肠杆菌 K12 溶源菌株。 因为不具吸收营养的功能,所以,将根霉的根称为“假根”。 因为细菌是低等原核生物,所以,它没有有性繁殖,只具无性繁殖形式。 与单独处理相比,诱变剂的复合处理虽然不能使微生物的总突变率增大,但能使正突变率大大提高。 微生物系统分类单元从高到低依次为界、门、纲、科、目、属、种。 在自然条件下,某些病毒DNA 侵染宿主细胞后,产生病毒后代的现象称为转染(transfect) 。 一个操纵子中的结构基因通过转录、转译控制蛋白质的合成,而操纵基因和启动基因通过转录、转译控制结构基因的表达。 蓝细菌是一类含有叶绿素 a 、具有放氧性光合作用的原核生物。 二填充题(共 30分): 实验室常见的干热灭菌手段有 a 和 b 等。 实验室常用的有机氮源有 a 和 b 等,无机氮源有 c 和 d 等。为节约成本,工厂中常用e 等作为有机氮源。 细菌的个体形态主要有 a 、 b 和 c 等。 细菌肽聚糖由 a 和 b 交替交联形成基本骨架,再由 c 交差相连,构成网状结构。 a 是芽孢所特有的化学物质。一般它随着芽孢的形成而形成,随芽孢的萌发而消失。 微生物系统命名采用 a 法,即 b 加 c 。 中体 (mesosome) 是 a 内陷而成的层状、管状或囊状结构。它主要功能 b 。 鞭毛主要化学成分为 a ,鞭毛主要功能为 b 。 荚膜的主要化学成分有 a 和 b 等,常采用 c 方法进行荚膜染色。 霉菌细胞壁化学组成是 a 等;酵母菌细胞壁化学组成是 b 和 c 等。 培养基按其制成后的物理状态可分为 a 、 b 和 c 。 枝原体突出的形态特征是 a ,所以,它对青霉素不敏感。 碳源对微生物的主要作用 a 。 Actinomycetes 是一类介于 a 和 b 之间,又更接近于 a 的原核微生物。它的菌丝因其形态和功能不同可分为 c 、 d 和 e 。 霉菌的有性繁殖是通过形成 a 、 b 和 c 三类孢子而进行的。其过程都经历 d 、 e 、 f 三阶段。大多数霉菌是 g 倍体。

微生物肥料生产新技术

精心整理 ?微生物肥料生产新技术 一、微生物肥料生产新工艺及流程 一般传统的微生物肥料生产工艺是:保藏菌种→斜面菌种培养活化→摇瓶扩大培养→发酵罐液体发酵→按一定的比例用草炭吸附后包装或按一定的比例稀释后直 高。 活性、高含量微生物菌粉按一定比例直接加入或包衣到有机肥或复混肥料中,即可生产出符合国家农业部登记标准要求的微生物菌剂、生物有机肥、复合微生物肥料、微生物冲施肥、拌冲剂等产品。 具体工艺流程为:

(1)微生物菌剂工艺: 草炭或其他吸附剂+菌粉微生物固体菌剂或颗粒肥包装 (2)生物有机肥工艺: 有机肥粉状或颗粒+菌粉生物有机肥包装 (3 化肥(N、P、K)配料→混合→造粒 菌粉 (4 上述新工艺,工艺复杂、技术难度大、 的菌粉就是这种“芯片”,只需嫁接到你的产品中,即可生产出各种成分、含量的微生物肥料。所不同的是:高活性菌粉中的有效菌是国家已认可、明确用于农业生产的菌种,用于生产出来的各种微生物肥料均可获得农业部的微生物肥料登记证。 河北省生物工程技术公司提供的菌粉产品,采用现代化的生产设备,在工业化发酵生产生物肥料的基础上,将菌剂进一步浓缩低温脱水精制而成,实现了菌剂生产的规模化、现代化,保证了菌剂的质量,降低了成本。

二、高活性菌粉技术指标: 含(胶质芽孢杆菌)活性芽孢100亿/克个以上,有效期24个月 三、在微生物肥料生产中使用高活性菌粉的特点及优势 1、生产投资成本低 微生物肥料生产的投资主要是在微生物菌剂车间建设的投资,而通过添加高活性菌粉这一工艺,菌剂车间的投资便节省了。生产微生物肥料的准入门槛降低了, 2、技术工艺要求低 3 4 它的生产工艺严格,受季节和厂房设备等条件的限制较多,生产对市场的配合性差。高活性菌粉的添加不受季节、厂房、设备的限制;尤其是可随市场需求进行生产,这样就减少了产品库存和资金占压,降低了生产风险和市场风险。 5、适应市场变化,产品的多样性强 添加高活性菌粉可随时根据市场情况,设计产品配方,作成系列肥料,促进市场销售;例如:可稀释做成微生物接种剂、造粒做成生物有机复混肥、混合做

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