基于工程认证达成度评价的微生物学实验课程的教学及考核模式改革

2016年,我国成为华盛顿协议正式成员。2018年,浙江工商大学食品与生物工程学院开展专业认证,将工程认证所倡导的三大理念落实到人才培养体系中,推进工程教育质量持续提升。2020年,经学校申请、自评、专业类认证委员会审核、专家组现场考查、结论审议等程序,食品与生物工程学院食品科学与工程专业(以下简称“食工专业”)首次认证并一举通过。

光动力技术对副溶血性弧菌的灭活作用

该文探究了姜黄素介导的光动力技术(photodynamic technology,PDT)协同柠檬酸处理对副溶血性弧菌的灭活效果和机理。通过平板菌落计数法测定光动力技术对副溶血性弧菌的灭活效果、扫描电镜观察细菌形态变化,酶标仪检测PDT处理后菌体活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平以及过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、腺苷三磷酸酶(adenosine triphosphatase,ATPase)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)的活性变化,琼脂糖凝胶电泳分析基因损伤程度。结果表明,PDT杀菌效果随姜黄素浓度增加、光照时间延长和柠檬酸(0.5 mg/mL)的添加而显著增强(在最高浓度姜黄素条件下P<0.05)。当姜黄素浓度为2μmol/L,柠檬酸质量浓度为0.5 mg/mL,光照2 min后,PBS中的副溶血性弧菌菌落总数从7.43 lg CFU/mL降至0。光敏剂姜黄素被蓝光激活后通过电子转移和能量转移产生具有强氧化性的ROS,菌体内ROS水平不断升高,胞内抗氧化酶(CAT、SOD)活性下降,ATPase活性下降,上清液中AKP活性上升,细菌发生严重形变甚至趋向于扁平,DNA条带变暗甚至消失,最终导致细胞死亡。综上,姜黄素介导的PDT对副溶血性弧菌有较强的杀灭作用,添加柠檬酸显著加强杀菌效果,为PDT在水产食品安全防控领域的推广应用提供了参考。

基于金纳米花免疫层析法同时检测大米中呕吐毒素和黄曲霉毒素B1含量

目的基于金纳米花(gold nanoflowers,AuNFs)免疫层析法建立同时快速检测大米中呕吐毒素(deoxynivalenol,DON)和黄曲霉毒素B_(1)(aflatoxin B_(1),AFB_(1))的方法。方法通过制备AuNFs,并优化标记pH、抗体用量、探针用量和探针混合比例等关键因素,评价AuNFs免疫层析试纸条对DON和AFB_(1)同步检测性能。结果该方法在标记pH为7.0、抗体用量为12μg和9μg、探针用量2.5μL及DON和AFB_(1)探针混合比1:2检测条件下,对DON和AFB_(1)标准品的可视化检出限分别为0.50 ng/mL、0.20 ng/mL,且具有良好的特异性。将该方法应用于大米样品检测时,DON和AFB_(1)检出限分别为5.0 ng/g和1.0 ng/g。结论本研究构建的AuNFs双重免疫层析试纸条具有操作便捷、快速、灵敏等特点,符合谷物真菌毒素检测的GB 2761—2017《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》限量标准,为实现现场快速大批量筛查大米中DON、AFB_(1)提供了新的思路。

转基因稻米的非靶向代谢组变异分析及真菌毒素风险预警

采用液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)研究粳稻品种日本晴(FP1)和PJ574(FP2)及其相应的转基因品种(FT16、FT23)的种子的代谢组学,旨在评价转基因稻米与其亲本代谢物组成的实质等同性,从代谢组变异和真菌毒素含量两方面评价稻米中的风险因素。结果:利用主成分分析和偏最小二乘法-判别分析等多元统计方法从稻米样本检出448种代谢物。筛选差异代谢物发现L-乳酸、玉米赤霉烯酮、10E,12Z-十八碳二烯酸和精胺代谢物浓度变异幅度受品种差异的影响较大。FP1-FP2组、FP1-FT16组、FP2-FT23组分别有9,23,13个特有差异代谢物,FP1-FP2组特有差异代谢物主要包括肌醇、硬脂酸酰胺等;FP1-FT16组特有差异代谢物主要包括脱氧鸟苷酸、咖啡盐和葡萄糖酸;FP2-FT23组特有差异代谢物主要包括前列腺素B2、L-胱氨酸、16-羟基棕榈酸,FP1-FT16组变异幅度最大。转基因育种和品种差异的效应类似,都在一定程度上影响精氨酸生物合成及多条氨基酸代谢通路,而不同品种的转基因稻米中代谢通路的变异不同。经酶联免疫法(ELISA)实测验证,稻米样本中的玉米赤霉烯酮含量在4.2~6μg/kg之间,两亲本品种间差异显著(P<0.01),而转基因稻米的玉米赤霉烯酮含量与亲本实质等同。ITS高通量测序结果表明镰刀菌属为稻米内生真菌的常见菌属。结论:转基因育种引发的稻米代谢组分和代谢通路变异虽可能影响稻米的营养品质,但幅度不大于品种差异,位于安全范围内。在4个货架期内的稻米样本中检出低剂量(小于6μg/kg)的镰刀菌毒素玉米赤霉烯酮,虽低于国家标准(60μg/kg),但其可能由稻米内生镰刀真菌合成,在特定条件下存在真菌爆发生长并大量产毒的风险。

肉源隆德假单胞菌和致腐菌的混合生物被膜形成特征

为探究肉类优势腐败菌群的混合生物被膜互作规律,采用结晶紫法、苯酚硫酸法、二喹啉甲酸法和激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)观察等分析在15℃和25℃肉源分离株隆德假单胞菌(PL)与3种致腐菌的混合生物被膜特性,及对蛋白酶和消毒剂耐受性的影响。结果表明,从腐败牛肉中分离鉴定的23株菌中,假单胞菌属占43.5%,其次为热杀索丝菌、不动杆菌属和类香味菌属。将优势腐败菌隆德假单胞菌与约翰逊不动杆菌、热杀索丝菌及类香味菌共培养,发现低温显著促进双菌混合生物被膜的形成。PL、AJ、BT在15℃时的生物被膜形成量均显著高于25℃时的,混合生物被膜在15℃时的形成量显著高于PL单培养的。PL与AJ共培养时,被膜菌数目比单培养时高0.75~0.78 lg(CFU/cm2),15℃共培养时,胞外多糖分泌量增加15.67~22.01μg/mL,与AJ、BT共培养的胞外蛋白分泌量分别增加7.35,6.70μg/mL。CLSM观察发现PL与MP或AJ混合生物被膜聚集团聚,形成不均一结构,被膜厚度增至48.99~49.22μm。此外,混合生物被膜的形成,显著提高假单胞菌的蛋白酶活性和化学耐受性。经0.06%次氯酸钠处理后,15℃时PL与AJ、BT混合被膜残留率高达95.61%,96.16%,显著高于PL单培养。结论:肉源致腐菌PL与3种致腐菌形成结构复杂的混合被膜,在低温环境下被膜菌增强对次氯酸钠的抵抗性,为探究肉源腐败微生物混合被膜的污染和控制奠定良好的基础。

多菌种混合制曲生产玫瑰醋的工艺及品质研究

为探究多菌种制曲生产对浙江玫瑰醋工艺和品质的影响,通过正交试验优化多菌种配比,将最佳两组混合菌种应用于玫瑰醋生产,并进行品质评价。结果表明,淀粉酶和蛋白酶酶活力最高的菌种配比分别为红曲霉:米曲霉:黑曲霉:根霉为1∶1∶1∶1和1∶1∶1∶2,按此比例进行制曲混合,并用于酿造的发花工艺。整个发酵工艺跟踪分析显示,玫瑰醋的多边发酵过程能顺利完成,两组发酵成品的总酸度分别为6.97 g/100 mL和6.63 g/100 mL,得率比传统方法提高17.21%和11.29%。在两组玫瑰醋试验样品中检测到醋酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸等8种呈味有机酸,非挥发性酸含量分别为56.04 mg/L和57.85mg/L不逊色于传统玫瑰醋41.053 mg/L。采用顶空固相微萃取-气相-质谱联用方法共鉴定出44种挥发性风味物质,两组的挥发性风味物质含量分别6348.14 mg/L和6791.75 mg/L,略高于传统的5030.07 mg/L。感官评价表明,多菌种制曲生产的玫瑰醋在甜味、酯香气味上略有提高,特别是1∶1∶1∶2多菌种制曲组感官评分值最高。本研究为传统玫瑰醋生产的制曲机械化改进提供了参考。

GM稻米镰刀菌毒素安全性评估及内生真菌类群成因分析

本研究旨在评估货架期转基因(Genetically Modified,GM)稻米镰刀菌毒素含量的安全性和内生真菌类群的多样性变异特征,探究内生镰刀菌产毒的可能成因。收集转基因水稻株系及各自的对照亲本品种,利用ELISA法检测稻米及其内生镰刀菌株毒素含量;采用ITS高通量测序技术检测稻米内生真菌群落。4个稻米样本中均检出了低剂量镰刀菌毒素,其中ZEN、DON和T-23种毒素的含量在0.4~25.8μg/kg之间,且GM稻米与亲本间均无显著差异(P>0.05);仅在GM稻米样本FT16中检出了含量为10.0μg/kg的FB 1。16株内生镰刀菌株均能产生ZEN,其中9株还能合成T-2毒素。4个稻米样本共检出9个内生真菌门和68个真菌属,其中优势真菌均为子囊菌门,镰刀菌属(Fusarium)和弯孢菌属(Curvularia)。2个GM稻米样本内生真菌α多样性指数均与其亲本无显著差异(P>0.05)。GM稻米属水平的内生真菌标志物种均比其相应亲本显著减少。货架期内的稻米样本检出的镰刀菌毒素含量远低于国家标准,不构成食品安全风险。GM稻米内生真菌类群多样性指数与其亲本实质等同,标志菌属变异处于安全范围内。低剂量镰刀毒素普遍存在和内生镰刀真菌产毒风险值得警惕。

茶多酚复合柠檬酸和氯化钙对秘鲁鱿鱼丝贮藏品质的影响

研究评价了加工工艺中0.15%茶多酚及0.05%茶多酚复合5 mmol/L柠檬酸和5 mmol/L氯化钙处理对秘鲁鱿鱼丝25℃贮藏过程中理化和感官特性的影响。结果显示,鱿鱼丝在贮藏中水分、粗蛋白、粗脂肪、pH和还原力均显著下降(P<0.05)。鱿鱼丝L*显著降低,C*明显增加(P<0.05),表明贮藏过程中发生明显的褐变反应。鱿鱼丝中乳糖不断分解成半乳糖和葡萄糖(P<0.05),氧化三甲胺(Trimetlyamineoxde,TMAO)降解成二甲胺(Dimethyamine,DMA)和甲醛(P<0.05),特别是在贮藏的90 d。而茶多酚及复合柠檬酸和氯化钙处理能显著减少水分损失,抑制乳糖分解和TMAO降解,延缓脂肪氧化和TVB-N积累(P<0.05)。因此,茶多酚和柠檬酸复合添加剂对改善鱿鱼丝贮藏过程中的品质效果良好。

犬瘟热病毒Guizhou株血凝素基因的克隆及序列分析

参照已发表的文献合成1对引物，以犬瘟热病毒Guizhou分离株感染Vero细胞收获病毒提取的RNA为模板，RT-PCR扩增获得血凝素蛋白基因（H）901～1661位大小为761bp的片段，并将PCR扩增产物进行克隆和测序。将Guizhou株与GenBank数据库中的31株CDV及国内NanjingOP株的H基因序列进行同源性和系统发生树分析，发现Guizhou株的H基因部分序列与疫苗毒株Convac和Onderstpoort的同源性最低，只有90％；与日本野毒株Tanu96、KDK-1、Hmanatsu、Yanaka、UENO的同源性较高，为96％～98％；且与国内从大熊猫和小熊猫分离的野毒株GP和LP的同源性也较高，为98％和96％。系统发生树分析显示，Guizhou株与国内野毒株GP和LP，及日本的5个野毒株应属同一类，其中和GP株基因型最近，推测这些毒株间有更近的共同祖先。因此怀疑该病毒较适应于野生动物，且在我国某些地区的野生动物中可能存在自然疫源性传播。

猪圆环病毒复合PCR检测方法的建立

根据已发表的PCV 1和PCV 2全基因组序列 ,设计了 3条引物 ,组成PCV 2的特有引物对和PCV 1、PCV 2的共有引物对 ,分别扩增长度为 4 72bp和 339bp的片段。为验证PCR扩增的特异性 ,将 4 72bp的扩增产物纯化后 ,克隆到 pMD 18 T载体 ,转化大肠埃希氏菌TG1,对阳性克隆进行酶切及PCR鉴定 ,并测序。将该序列递交NCBI进行BLAST同源序列比较 ,发现它与美国、加拿大及我国台湾的PCV 2毒株核苷酸序列的同源性均在 99%以上 ,与PCV 1毒株的同源性为 86 %。结果显示 ,该方法最少可用于 3μg病料组织和 0 .75 pgDNA的PCV 2检出 ,具有很高的灵敏性。应用该PCR方法检测了浙江省和上海市 4 7份“猪高热综合征”病料 ,PCV 2感染阳性率为 36 .17% ,PCV 1单独感染阳性率为 34.0 4 %。

自然发酵蔬菜制品中降解亚硝酸盐乳酸菌的分离与鉴定

以自然发酵蔬菜为原料,采用平板计数和钙溶圈法分离纯化菌株,并分析菌株的亚硝酸盐降解能力。结果表明,钙溶圈法分离的产酸能力较强的9株细菌,经生理生化鉴定均为乳酸菌。乳酸菌在MRS培养基中都具有亚硝酸盐分解能力,其中H12、L7和X1三株乳酸菌亚硝酸盐降解率高于89%,且降解速度较快,其中X1降解亚硝酸活性最强。乳酸菌X1还表现良好的产酸能力和耐盐性,经16S r DNA鉴定为植物乳杆菌(Lactobcillus plantarum)。

阴沟肠杆菌B8拮抗活性基因‘admA’及上游调控序列的克隆与功能鉴定

为了阐明水稻白叶枯病拮抗菌阴沟肠杆菌B8的作用机理,文章采用转座子标签法和染色体步移技术克隆到突变株B8B中Tn5插入位点周边拮抗活性相关片段,并通过基因敲除验证了获得的拮抗相关片段admA’上游调控序列的功能。以转座子中Kan抗性基因为标签,克隆了B8B菌株中Tn5插入位点左侧2 608 bp序列,经两次染色体步移得到Tn5插入位点右侧的2 354 bp序列。序列拼接后获得B8菌株拮抗相关序列4 611 bp的Bcontig。生物信息学分析显示该序列含有7个ORF,分别对应于3-磷酸甘油醛脱氢酶(GADPH)基因的部分编码区、2个LysR家族转录调控因子、弧菌假设蛋白VSWAT3-20465及成团泛菌(Pantoea agglomerans)andrimid生物合成基因簇的admA、admB和部分admC基因序列。B8B菌株Tn5插入分别位于同源于弧菌假设蛋白的anrPORF及‘admA’基因上游200 bp和894 bp处。通过同源重组技术,借助敲除质粒pMB-BG,获得拮抗活性消失的突变株B-1和B-3。结果表明B8B突变株中Tn5的插入可能影响了anrP蛋白的转录和表达,进而调控拮抗物质编码基因簇的生物合成。B8菌株中拮抗物质相关基因是类似于andrimid生物合成基因簇的基因家族,其上游调控区对该抗生素的生物合成具有重要的作用。

不同萃取头固相微萃取提取分析饲料香味剂致香成分

采用CAR/PDMS和PDMS/DVB两种萃取头的固相微萃取(SPME)提取乳香饲料香味剂挥发性成分,经气相色谱-质谱联用(GC-MS)对挥发性成分进行鉴定,分析比较两种萃取头提取的挥发性成分差别,确定适宜的萃取头。结果表明:两种萃取头的固相微萃取共检测出27种挥发性成分,CAR/PDMS提取数量为24种,PDMS/DVB为18种。采用CAR-PDMS萃取头获得的苯甲醇、丙位辛内酯、茴香脑、洋茉莉醛、丁酸苄酯的峰面积要高于PDMS/DVB萃取头,而前者丙位壬内酯、乙基香兰素峰面积分别稍低于后者。CAR/PDMS萃取头获得的挥发性物质的总峰面积均高于PDMS/DVB萃取头(即557.30×107vs426.72×107)。因此,根据获得挥发性物质数量和总峰面积,CAR/PDMS萃取头比PDMS/DVB萃取头更适于提取分析乳香型饲料香味剂致香成分。

食品微生物检验实验教学改革的初步探索

食品微生物检验及实验教学在食品质量与安全专业教学体系中是核心课程。针对传统实验教学的现状,重点阐述通过优化和整合实验教学,实施模块式教学体系,让学生充分参与实验教学始终、提高实验教学队伍水平、改革实验考核方法,进行了食品微生物检验实验教学改革探索。实践证明,该教学方法调动了大学生学习的能动性,提高了实验教学效果。

信息技术在“食品微生物学检验”课程教学中的应用探讨

在国家级一流本科专业建设和工程教育专业认证的新形势下,食品专业核心课的教学模式改革势在必行。“食品微生物学检验”课程结合内容特色和教学实践,应用信息技术,积极探索以学习通为平台的线上线下混合教学模式。从线上课程的创建、线上教学的组织、线下课程的开展等方面进行探索与实践。以微生物平皿艺术比赛为例,介绍了线上线下混合式教学模式在实践活动中的开展方式。该教学模式的实施显著提高了学生专业综合素质和学习积极性,可为食品科学专业课程改革和人才培养的提供参考。

真空、空气和气调包装对冷藏鱼糜制品品质的影响

为研究真空、空气和气调3种不同包装方式对冷藏鱼糜制品品质的影响,以鱼糜制品中的鱼丸为对象,通过测定鱼丸在(3±0.5)℃冷藏期间微生物的种类和数量、理化指标和感官指标的变化情况,评价真空包装(vacuum packaging,VP)、空气包装(Air)、气调包装(M1,50%CO2+50%N2;M2,75%CO2+25%N2)对鱼丸品质的影响。结果表明,空气包装和真空包装鱼丸中的优势腐败菌是微球菌属、明亮发光杆菌和乳酸菌属,其次是假单胞菌和酵母菌。75%CO2+25%N2和50%CO2+50%N2的气调包装鱼丸中主要的优势腐败菌是明亮发光杆菌和乳酸菌属,其次是微球菌属。与空气包装和真空包装相比,75%CO2+25%N2和50%CO2+50%N2的气调包装完全抑制了酵母菌、假单胞菌的生长。75%CO2+25%N2和50%CO2+50%N2的气调包装比真空包装和空气包装更有利于抑制鱼丸中微生物的生长和TVB-N值的增加,保持pH、白度和感官品质的稳定,延长鱼丸的货架期。在(3±0.5)℃冷藏条件下不同包装对鱼丸品质的保持效果好坏依次为M2,75%CO2+25%N2>M1,50%CO2+50%N2>VP>Air,其对应的货架期分别为49、42、21和14 d。

壳聚糖和植酸复合生物保鲜剂对冷藏鱼丸品质的影响

通过定期分析处理组和对照组鱼丸样品的感官特征、物理指标(白度、硬度、弹性)和微生物指标(菌落总数)指标,评价了复合保鲜剂0.4 g/dL壳聚糖和0.04 g/dL植酸对在-2℃冷藏条件下鱼丸品质的影响。结果表明,在冷藏过程中,保鲜剂处理能延长鱼丸货架期14 d以上,在货架期终点35 d时,保鲜剂处理组和对照组样品的细菌总数分别为3.51 lgCFU/g和6.3 lgCFU/g。保鲜组鱼丸白度分别为85.21%和86.12%,弹性分别为0.88和0.86,硬度分别为576.43和576.43,感官评分分别为3.76和2.73,失水率分别为6.63%和7.93%。可见,复合保鲜剂在鱼丸冷藏保鲜过程中能有效地抑制细菌繁殖,提高了感官品质,延长了货架期。

猪场空气细菌数量与猪高热综合征的相关性研究

自2001年入夏以来,浙江、上海等许多地区的猪群中流行以持续高热、气喘、皮肤发红为主要特征的猪"高热综合征",给养猪业带来了巨大的损失.但到目前为止,其主要病原依然未被确定.为了研究空气中细菌含量与该病的发生和严重程度之间的关系,我们对浙江省几个不同规模、不同发病情况的猪场的空气细菌含量进行了测试.结果发现:该病的发生及严重程度与猪舍内空气的细菌含量存在着明显的正相关性.

茶多酚抑制腐败希瓦氏菌机理研究

研究评价了茶多酚对腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)的抑菌和杀菌效果,并初步探讨了其抑菌机理。结果表明,茶多酚对腐败希瓦氏菌的最低抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)分别为1 mg·mL-1和16 mg·mL-1,2 mg·mL-1茶多酚处理能显著抑制细菌的生长曲线,在25℃和4℃作用96 h和192 h希瓦氏菌分别下降了105 CFU·mL-1和106 CFU·mL-1,杀菌作用表现时间依赖性。茶多酚单体的杀菌能力大小分别为EGCG>ECG>EGC>EC。在茶多酚作用下,腐败希瓦氏菌胞外上清中Na+/K+-ATP酶和AKP酶活性显著上升,投射电镜(TEM)观察细菌出现了破损、变形等现象。可见,茶多酚能有效抑制腐败希瓦氏菌的生长,在低温长时间下仍表现出杀菌能力,其杀菌机制主要是引起细菌细胞壁和细胞外膜损伤,使胞内成分泄漏,导致细菌死亡。

食品腐败中细菌群体感应现象的研究进展

微生物作用是引起食品腐败变质的主要因素之一。研究表明,细菌群体感应在该过程中起着重要作用。文中介绍了群体感应现象的产生机制与研究前沿,重点以牛奶和奶制品、肉和肉制品、水产品和果蔬4类食品体系为例分析了细菌群体感应现象在食品腐败中的作用,最后对开发以群体感应抑制剂为新型防腐剂的食品保藏新策略进行了论述,以期在为从群体感应角度研究食品腐败机制及保鲜方法提供理论依据。