微生物分子生态学技术在传统发酵食品行业中的应用研究进展_许伟

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食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨摘要:在社会经济日益发展的大环境中,食品工业得到长足发展,食品加工过程日趋复杂。

传统的加工工艺需要耗费大量的时间和精力,而且还存在很多问题。

而通过将生物技术与食品行业进行结合,可以有效地降低相关的成本投入,提高工作效率,微生物在其中扮演着重要角色。

很多商业化食品生产过程中均存在发酵这一要素,而微生物对其起到了必不可少的影响。

就全行业而言,利用微生物于食品发酵已取得显著成效,并有望获得进一步的重大进展。

基于这一背景,本文对食品发酵过程中微生物的应用状况进行深入研究,明确其今后发展的方向,从而加速食品工业现代化进程。

关键词:食品发酵;微生物;应用现状;发展方向、引言:发酵食品由微生物加工配制而成,已有悠久的历史。

日积月累,越来越多的人在食品发酵方面进行了学习,研究和积累了相关知识与经验。

发酵食品的种类很多,主要包括谷类、豆类、蔬菜及水果等。

目前,世界上已有200多个国家生产各种形式的发酵食品,年产量超过5000万吨,其中许多产品已进入国际市场。

以微生物为原料生产的发酵食品,不仅具有良好的色、香、味,同时含有有益于人类健康的重要养分。

所以,我们要对食品发酵进行深入研究,使其具有更加丰富的原料,增加人类营养价值。

1微生物在食品加工的作用将微生物应用于食品加工,其依据在于微生物所释放出的酶能分解细胞壁,改变食品内部结构,所以发酵过程使得面包变得更加蓬松、口感与质地更佳、增加了面包商业价值。

酵母中含有多种人体所需的矿物质及维生素,有研究证明发酵食品非常适合于补充人类对蛋白质的需要,发酵过程也会消耗掉食品中部分碳水化合物,即食品中脂肪较低,研究显示2斤酵母中蛋白质含量相当于10斤大米或者5斤肉。

这就决定了百吉饼比糍粑、面条蛋白质含量高2倍多,成为绿色蔬菜、健康食品。

另外,通过发酵时对食物的操控,微生物能够生产出植物及动物自身所不具备的维生素,并且酵母具有抗氧化等特点,因此其能够从某种程度上排毒,成为肝脏强有力的保护者[1]。

微生物发酵技术应用于食品加工中的研究

微生物发酵技术应用于食品加工中的研究

微生物发酵技术应用于食品加工中的研究一、引言随着科学技术的不断发展,微生物发酵技术在食品加工领域中的应用越来越广泛。

微生物发酵技术通过利用微生物菌种的代谢活性,将原料转变为更有益或更适合人体消化吸收的物质,提升食品品质,增加营养价值。

本文将从酿酒、面包、酱油、酸奶和发酵肉制品五个方面,介绍微生物发酵技术在食品加工中的研究与应用。

二、酿酒酿酒是微生物发酵技术最早应用于食品加工的领域之一。

通过将谷物或果实等碳水化合物作为底物,酿酒过程中使用酿酒酵母菌种产生的酵母发酵,转化底物中的糖分为酒精和二氧化碳。

酿酒过程中的微生物代谢产生的酒精和其他产物,赋予了酒类特有的风味和口感。

三、面包面包的发酵过程中,面粉中的淀粉被面包酵母菌分解为葡萄糖,酵母菌通过发酵转化葡萄糖为二氧化碳和乙醇,二氧化碳的释放使面团膨胀发酵。

在面包的烘焙过程中,乙醇被挥发,使面包中不含酒精。

微生物的作用使面包松软,提升了口感和口感。

四、酱油酱油是传统的发酵食品,通过大豆等底物中的蛋白质、淀粉和碳水化合物,经由米曲菌和麸曲菌的发酵作用,产生丰富的氨基酸和香味物质。

微生物发酵过程中产生的酶可分解底物中的大分子化合物,使酱油中的营养成分更容易被人体吸收。

同时,微生物代谢产生的胺类物质还能提升酱油的风味。

五、酸奶酸奶是通过乳酸菌的发酵作用在牛乳中产生乳酸而制成的乳制品。

乳酸菌通过将牛乳中的乳糖分解为乳酸,改变了牛乳中的酸碱度,使其呈现出酸味。

乳酸菌还能产生多种酶,如乳酸激酶,改良了牛乳中的蛋白质,增加了酸奶的营养价值。

酸奶中的益生菌还有助于维持肠道健康,提高人体免疫力。

六、发酵肉制品发酵肉制品是以肉类为原料,经过微生物的发酵和自然发酵等过程制成的食品。

在发酵过程中,微生物的代谢产物能够改变肉品的风味和品质。

此外,发酵还能改变肉制品的组织结构,提高肉制品的储存稳定性,并产生一些有益的生化成分,如抗氧化剂和抗菌物质。

七、总结微生物发酵技术在食品领域中的应用已经成为不可忽视的趋势。

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨食品发酵是利用微生物(细菌、酵母、霉菌等)在合适的条件下对食品中的成分进行代谢作用,产生有益的物质的一种工艺。

食品发酵已经被广泛应用于食品加工、食品改良、食品保鲜等领域,成为食品工业中不可或缺的一部分。

微生物在食品发酵中发挥着至关重要的作用,它们通过代谢产生的酶和代谢产物,改变了食品的组成、结构和性质,赋予食品更好的口感、味道和营养价值。

本文将就食品发酵中微生物的应用现状与发展方向进行探讨。

一、食品发酵中微生物的应用现状(一)传统食品发酵中微生物的应用许多传统食品如酸奶、豆腐、酱油、酒类等,都是通过微生物发酵制成的。

这些传统食品的生产工艺由来已久,经过长期的实践和改良,形成了独特的制作工艺和口味。

酸奶是利用嗜热链球菌和嗜酸乳杆菌等乳酸菌发酵牛奶而成,经过发酵后的牛奶具有更好的口感和更高的营养价值,深受消费者的喜爱。

传统食品发酵工艺的传承和发展,为食品行业提供了宝贵的经验和技术积累。

(二)新型食品发酵中微生物的应用随着食品科学技术的不断发展,越来越多的新型微生物被应用于食品发酵中,为食品工艺的改良和创新注入了新的活力。

一些具有益生菌功能的新型乳酸菌被广泛用于乳制品的发酵中,如嗜益生菌酪乳、益生菌酸奶等,这些乳制品在维持人体肠道微生态平衡方面具有明显的效果。

一些菌种还可以发酵生产天然风味调味料、植物蛋白等新型食品原料,满足人们对健康、天然、美味食品的需求。

二、食品发酵中微生物的发展方向(一)微生物多样性的应用目前,人们对微生物多样性的研究越来越深入,发现了大量具有潜力的新型微生物资源。

这些微生物具有更广泛的适应性和更强的代谢功能,可以用于更多种类的食品发酵。

未来食品发酵工艺将更加注重微生物多样性的应用,挖掘和利用更多的微生物资源,实现食品发酵的多样化和特色化。

(二)功能微生物的应用功能微生物是指具有一定生理功能或对宿主有益的微生物,如益生菌、致益菌、功能性酵母等。

现代发酵工程技术在食品领域的应用研究进展

现代发酵工程技术在食品领域的应用研究进展

现代发酵工程技术在食品领域的应用研究进展摘要:随着科学技术的不断进步,人们对生活的需求也逐渐增加。

目前,生物技术的发展已成为人们关注的话题。

生物工程主要由细胞工程、基因工程、酶工程和发酵工程等组成,在现实生活中得到广泛应用。

发酵工程是基因工程和细胞工程的产物。

实际应用在食品工业、工业发展、医药研发等方面具有不可替代的作用。

论述了发酵工程在我国食品工业中的应用和发展。

关键词:发酵工程;食品领域;应用研究前言:现代生物技术是利用微生物生长和相应的代谢活动在生产各种有用材料的一种工程,发酵工程在整个生物工程技术中占有重要地位,主要包括培育优良的菌种和发酵生产。

谢产品,微生物的生产,天然物质的转化,等等。

发酵工程微生物有效地应用于高新技术的工业生产过程中,现代生物技术的影响非常广泛,如新食品、饮料配料、稳定剂、制造或相关领域的衍生物等。

1发酵工程的发展阶段1.1农产手加工因为在过去,社会经济不发达,人们主要是农业生产,然后发酵工程只在家里或作坊里发酵,发酵生产也就是我们所说的自然手工加工。

当时,因为科技不发达,人们只能通过存在于微生物的性质,进行了处理,但这种方法只用于生产,因为微生物纯自然的许多问题,如萃取效率高,存活率低,甚至可能是生病了,等等。

这也极大地制约了食品领域发酵工程的发展。

1.2近代发酵工程20世纪20年代,由于技术的兴起,工业、食品和医药的需求,传统的生产方式并不满足。

因此,人们使用化学和化学工程技术从农业化学和化学工程中学习来规范发酵过程。

采用机械生产和化学训练,代替传统的手工操作,不仅提高了生产效率,还使发酵工程在发酵生产中取得了第一个历史性的进步。

1.3现代发酵工程通过发酵工程的不断发展,人们逐渐意识到化学工程的模式处理发酵工业生产的问题,玩很难达到预期的效果,化学可能生产的微生物对人体有害的化学物质,严重影响了人们的健康。

因此,它很快被生物工程所取代。

这种生物工程技术是利用微生物的基因,有效地改造它,达到人们想要的效果,满足人们生活的需要。

(完整word版)米酒发酵过程中微生物的作用研究进展

(完整word版)米酒发酵过程中微生物的作用研究进展

米酒发酵过程中微生物的作用研究进展刘艳茹(河南牧业经济学院食品工程学院,河南,郑州450011)摘要发酵食品中的微生物是食品发酵体系中与发酵食品的品质和风味有着密切联系的组成成分。

对米酒发酵过程中微生物所扮演的角色进行调查,能为改进传统的发酵工艺、探索发酵食品风味形成机理等方面提供技术支持。

关键词发酵食品;米酒;微生物Research advance in action of microbes in fermented rice wineLIU Yanru( Food Engineering school of Henan University of Animal Husbandry & Economy, Zhengzhou 450011)AbstractMicrobes play an important role in quality and flavor of fermented food.Investigation of microbes in rice wine and their roles in fermented progress can provide technical support in many aspects,such as improving the traditional fermented food and exploring the mechanism of flavor formation.Key wordsfermented food;rice wine;microbes0 前言米酒是以优质糯米为原材料,由微生物发酵而成,甘怡可口,营养丰富,风味独特,深受人民的喜爱。

米酒是混合菌发酵的,酒曲中多菌种的组成差异及发酵工艺的变化都影响着米酒的风味,发酵过程中多菌种之间的相互关系及其代谢协调关系以及微生物的代谢产物和产品的组成比例等,也直接影响米酒的质量。

1 米酒及其微生物研究现状我国传统发酵酒类主要有米酒、黄酒、白酒等酒种。

生物发酵工程技术在产业和生活中的应用研究

生物发酵工程技术在产业和生活中的应用研究

生物发酵工程技术在产业和生活中的应用研究随着人们对生活质量的要求越来越高,生物制品的需求量也越来越大。

生物发酵工程技术是一种利用微生物进行大规模生产的技术,在医药、食品、能源等众多领域与生活息息相关。

本文将从生物发酵工程技术的基础原理、应用研究以及未来发展方向三个方面探讨其在产业和生活中的应用。

一、生物发酵工程技术的基础原理生物发酵工程技术是通过选择并利用微生物、发酵工艺和设备等手段,使原料在微生物的作用下转化为所需的产品。

微生物是生物发酵的关键,微生物在发酵过程中通过代谢作用将原料转化为目标产物,同时释放相应的能量。

发酵的基础原理主要是利用微生物在生长和繁殖中产生的代谢产物,生成所需的目标产物。

其中微生物的产生和培养、培养基的选择和设计、代谢产物的识别和分离纯化等技术都是发酵工艺中关键的环节。

二、生物发酵工程技术的应用研究1.医药制造医药制造是生物发酵工程技术较为重要的应用领域之一。

在医药制造中,生物发酵工程技术主要用于制备抗生素、激素、酶及多肽类等重要药物。

通过选择适宜的微生物及培养条件,生产出高质量的药品,满足人们对药品的需求。

2.食品加工食品加工业中有很多产品都需要生物发酵技术来生产,如酸奶、酱油、味精、酒类等。

生物发酵技术能够发挥微生物转化和代谢特性,使这些食品呈现出特有的香味和口感。

3.能源生产生物发酵工程技术在能源领域有广泛的应用,如生物燃料、发酵氢气等。

微生物可以将生物质转化为燃料,生产出高质量的生物燃料,提供清洁且可再生的能源。

三、生物发酵工程技术的未来发展方向未来,生物发酵工程技术的发展方向主要是技术先进化,产品多样化和工业化生产。

一方面,随着技术的不断提高,会有更多更好的微生物被开发,为工艺提供更多的选择;另一方面,也要将已有的生物发酵产品从实验室转移到实际工业化生产中。

总之,生物发酵工程技术已经成为了生产生物产品中的一个重要工具。

在未来,生物发酵技术将持续发展,围绕着工业化高效生产、能源领域开发新型生物燃料等方向不断探索,使人们的生活更加美好。

食品微生物学的新进展与应用

食品微生物学的新进展与应用

食品微生物学的新进展与应用食品微生物学是研究食品中的微生物及其相互作用的学科,具有重要的食品安全保障和环境改善功能。

随着人们对于食品安全的关注度不断提高,食品微生物学的研究也在不断扩展和深入。

本文将从食品微生物学的新进展和应用两个方面进行探讨。

一、新进展1. 基于PCR的快速检测技术传统的食品微生物检测方法耗时、耗力,且存在较大的误差和不确定性。

为了提高食品检测的准确性和效率,研究人员引入了分子生物学技术,如PCR技术,能够在短时间内对食品中的微生物进行快速检测。

该技术通过扩增微生物DNA序列,将微生物的种类、数量等信息快速获取,具有高灵敏度和高特异性的特点。

2. 菌群分析技术菌群分析技术是指对某一食品样品中所有细菌种类的深度分析,可以获取样品中所有微生物的相关信息,包括菌群构成、丰度、多样性等。

该技术在食品品质评估、控制和改善中具有广泛应用前景。

3. 微生物合成素的发现与研究微生物合成素是一种由微生物产生的具有细胞增殖抑制作用的化合物,对抗多种微生物感染具有显著的生物疗效。

目前已经发现许多微生物合成素,其中包括具有广泛抗菌谱的黄杆菌素、青霉素等,它们通过抑制微生物的细胞壁、膜、核酸等合成途径,实现对微生物的杀灭作用。

微生物合成素的研究为食品安全保障提供了新的策略和手段。

二、应用1. 食品降解菌群分析技术可以发现食品中不良细菌的存在,并在降解过程中起到关键作用。

这项技术能够实现对食品微生物菌群的对比分析,减少不必要的流程操作,从而提高降解效率。

2. 营养增强功能性微生物在食品中的加入可以提供丰富的营养物质,如维生素、益生菌等,同时还能改善食品味道和口感。

添加菌剂可以改变食品的物理、化学、生物特性,从而增加食品营养含量和生物活性。

3. 食品安全保障PCR技术可以快速检测食品中的微生物,如沙门氏菌、大肠杆菌等,确保食品的安全。

而微生物合成素的研究为控制食品中的病原菌提供了新的途径和方法。

4. 食品加工食品加工是确保食品品质和安全的重要环节。

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨食品发酵是利用微生物进行食品加工和生产的过程,微生物在发酵过程中可以改变食品的质感、味道、营养成分和功能等,因此深受人们的青睐。

近年来,随着消费者对健康食品的需求不断增加,食品发酵越来越受到关注。

本文旨在探讨食品发酵中微生物的应用现状与发展方向。

一、应用现状1、传统发酵食品传统发酵食品是指长期以来人们传承下来的以微生物为主要发酵剂的食品。

如酸奶、豆浆、腐乳、酱油、味精等。

这些传统发酵食品深受人们喜爱,因其口感好、营养丰富等优点。

随着科技的发展,新型发酵食品越来越受到人们的关注。

新型发酵食品包括酵素改良酶制品、发酵蛋白等。

其中,酵素改良酶制品是指通过工程菌株对天然酶进行改良,制成优质酶制品,可以广泛应用于食品加工、生物工程等领域。

发酵蛋白是一种新型蛋白质来源,可用于替代某些食品中的动物蛋白,具有环保性和可持续性。

3、基因工程发酵食品基因工程发酵食品是指利用基因技术对微生物的目标基因进行改造,提高微生物的发酵效率和稳定性,制造新的发酵食品。

目前,基因工程技术在酵母菌、大肠杆菌等微生物中的应用已经比较成熟,可以生产出多种新型发酵食品。

二、发展方向传统发酵食品虽然具有悠久历史,但其生产方式存在着一些问题,如纯度低、发酵周期长、无法控制风味、质量波动等问题。

因此,对传统发酵食品的改良和开发是未来的发展方向。

通过微生物基因工程技术,改良传统食品中的微生物,提高发酵效率和质量,生产更加健康、营养、美味的食品。

2、发展新型微生物新型微生物的应用是发酵食品未来的一大趋势。

通过对新型微生物的研究和开发,生产更加丰富、多样的发酵食品。

同时,对微生物的分离、筛选和鉴定等工作也需要进一步提高,掌握更多新型微生物资源。

3、发展绿色、可持续的生产技术随着人们健康环保意识的提高,未来发酵食品的生产需要更加绿色、可持续。

因此,在发酵过程中,要采用高效、环保的工艺和技术,尽可能减少废弃物和污染物的排放。

现代分子生物学技术在食品和药品微生物检测中的应用

现代分子生物学技术在食品和药品微生物检测中的应用

现代分子生物学技术在食品和药品微生物检测中的应用随着现代生物技术的不断发展,分子生物学技术在食品和药品微生物检测中的应用越来越广泛。

分子生物学技术以其高效、灵敏、特异和可靠的特点,已成为食品和药品微生物检测领域的重要手段。

本文将重点介绍现代分子生物学技术在食品和药品微生物检测中的应用现状以及未来发展趋势。

现代分子生物学技术在食品微生物检测中的应用已经取得了显著成就。

以PCR技术为代表的分子生物学技术,可以对食品中常见的微生物污染源进行快速检测,包括大肠杆菌、沙门氏菌、霉菌和酵母菌等。

PCR技术具有高度的特异性和灵敏度,可以在短时间内检测出极低浓度的微生物污染,从而保证了食品的安全性。

PCR技术还可以用来鉴定食品中的潜在病原微生物,如变形虫、弓形虫等,为食品安全提供了有力的保障。

除了PCR技术,分子生物学技术在食品微生物检测中的应用还包括了基因芯片技术、实时荧光定量PCR技术、微生物基因组测序技术等。

这些技术的应用不仅提高了食品微生物检测的效率,还为食品生产企业提供了更多的选择和保障。

通过这些先进的分子生物学技术,食品企业可以更及时地发现并清除食品中的微生物污染,保障了公众的健康和安全。

现代分子生物学技术在药品微生物检测中也发挥着重要作用。

药品微生物检测是药品生产过程中的重要环节,其结果直接关系到药品的质量和安全。

传统的药品微生物检测方法主要依靠培养技术,其检测过程缓慢、复杂,且存在着假阳性和假阴性的问题。

而现代分子生物学技术的应用,有效地解决了这些问题。

利用PCR技术、基因芯片技术和实时荧光定量PCR技术等技术,可以快速、准确地检测药品中的细菌和真菌等微生物污染。

这些技术不仅大大提高了药品微生物检测的效率和准确性,还为药品生产企业提供了更好的质量控制手段。

生物发酵和发酵工程技术的研究进展及应用

生物发酵和发酵工程技术的研究进展及应用

生物发酵和发酵工程技术的研究进展及应用生物发酵技术作为一种传统的养殖方式,在不断地发展和创新中,被人们广泛应用于食品加工、医药、化工以及环保等领域。

而发酵工程技术作为生物发酵产业链的重要组成部分,也随着市场需求的变化而发生着快速的变革和创新,为生物发酵产业的发展添砖加瓦。

一、生物发酵的概念和发展历程生物发酵是指利用微生物代谢产生的酶和代谢产物在一定条件下合成化合物或物质的过程。

它是日常生活中常见的一种传统发酵技术,如酸奶、酒酿、豆腐等均使用了发酵技术。

而现代生物技术的发展和成熟,也为生物发酵技术的创新和进步提供了更多的手段和途径。

生物发酵技术的历程可以追溯到远古时代。

早期人们通过使用天然的微生物群落来实现发酵的过程,这种方法虽然效率较低,但却被广泛应用于食品加工和药物研发等领域。

随着人们对微生物的深入研究和对发酵过程的更深刻理解,一些基本的微生物学原理和技术被逐渐确立和发展。

在此基础上,发酵工程技术逐渐成为一门独立的学科,为生物发酵技术的创新与发展提供了坚实的技术基础和支柱。

二、基于微生物的生物发酵技术生物发酵技术主要是基于微生物的代谢特性进行设计和调控的。

生物发酵技术的核心在于微生物的生长过程,其基本内容包括微生物分离和筛选、称量和混合培养基、pH控制、氧气供应和控制、发酵时间以及产品分离和纯化等方面。

微生物的分离和筛选是保证发酵效率和质量的基础。

在此基础上,混合培养基的配方和添加量则会直接影响到微生物的生长和代谢过程。

为了保证培养基的适宜性和稳定性,必须掌握微生物的真实生长特性以及微生物与培养基之间相互作用的影响机制。

pH的控制是发酵工程中一个最关键的参数之一。

在发酵过程中,细胞的代谢过程会引起pH的变化,从而影响细胞的生长和代谢活性。

因此,pH的调节必须精准并稳定,这样才能保证发酵过程的稳健和高效。

氧气的供应和控制同样是生物发酵过程中一个重要的参数。

细胞的生长和代谢都需要氧气参与,因此对于不同的微生物种类,需要设计相应的氧气供应策略和调控方案,以实现发酵过程中细胞活性的最大化。

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨食品发酵是利用微生物对食材进行生化变化的过程,其应用广泛,如酒类、面包、奶酪、酸菜等。

本文将探讨食品发酵中微生物的应用现状与发展方向。

一、应用现状1. 酿酒在酿酒中,酵母菌是主要的微生物。

酵母菌可将糖类转化为酒精和二氧化碳,从而发酵成酒。

酵母的品种和质量对酒制作质量起着决定性作用。

传统的酿酒使用的酵母菌,如葡萄酒中的野生酵母,其菌种和数量不稳定,容易受到环境的影响,导致酒的质量不稳定。

因此,现在越来越多的酿酒厂使用人工培育的酵母菌。

2. 面包在面包的制作中,酵母菌同样是主要的微生物。

酵母菌作为面包的发酵剂,不仅能够对淀粉进行分解,同时还可以产生有机酸和酶,改善面团的性质。

面包中酵母菌的数量和品种多种多样,但国外酵母的应用比国内广泛,其中营养丰富的活性干酵母已经成为发展趋势。

3. 奶酪奶酪是利用乳酸和乳酸发酵作用制成的。

乳酸杆菌和乳酸菌轮流作用于牛奶中的乳糖和乳蛋白,从而使乳的酸度逐渐升高,起到凝固乳的作用,最终成为奶酪。

此外,还需加入其他酶或细菌,在不同的制作过程中收获不同口味和质感的奶酪。

4. 醋醋是以乙酸菌为主要微生物制成的。

乙酸菌利用氧气氧化乙醇,生成乙酸,从而制成醋。

乙酸菌的种类较多,但工业上最常用的乙酸菌有:Acetobacter aceti、Gluconoacetobacter和Gluconobacter,现代工业生产中更多使用混合菌进行制作。

二、发展方向1. 应用新型菌种目前,市面上酿酒和发酵面包使用的酵母菌品种单一,但其使用的菌种缺乏多样性,从而限制了产品的改良和提升。

因此,研究和培育新型微生物,扩大菌种的应用范围,将对食品行业的发展产生积极影响。

2. 研发生态型发酵技术生态型发酵技术是模拟自然生态系统中的微生物群落,建立一个稳定的菌群,实现食品发酵的自然、稳定和高效的过程。

生态型发酵技术不仅可以生产高质量和健康的发酵食品,同时也可以降低生产成本、提高生产效率和减少能源消耗。

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向摘要:在食品的发酵过程中,微生物扮演着至关重要的角色。

它们构成了一个微生物生态系统,通过繁殖和代谢转化,改变着食品的结构,最终产生了美味的发酵食品。

随着微生物培养技术的快速发展,发酵食品的生产水平得到了显著提升,这为消费者提供了更安全、更美味的发酵食品。

由于人们日常生活中对发酵食品的需求量巨大,因此深入研究食品发酵中的微生物变得尤为重要。

关键词:食品发酵;微生;应用现状与发展方向引言:在社会经济持续发展的背景下,食品行业取得了显著的进步,食品加工工艺日臻成熟。

许多食品在生产过程中都涉及到发酵环节,而微生物在这个过程中扮演着不可或缺的角色。

总的来说,在食品发酵领域,微生物技术已经取得了显著的进展,并且在未来仍然有广阔的发展前景。

本文对中国当前食品发酵技术的研究状况进行了全面回顾,并对未来的研究方向进行了展望,希望这些工作对推动中国食品工业现代化发展有所启发。

1发酵食品生产过程特点1.1 发酵工艺与环境复杂在食品领域,发酵食品属于一类特殊的食品,传统的加工过程通常因为工艺技术的限制而表现出工艺复杂、生产周期长的特点。

举例而言,茅台酒是一种经过发酵制作的酒类产品,其生产过程包括高温大曲作糖化发酵剂、两次投料、高温堆积,以及采用条石筑的发酵窖、多轮次发酵和高温馏酒等多个环节。

在这些发酵环节的执行中,工艺流程复杂,要求环境条件较高,而且产品的发酵效果受到多种因素的影响。

1.2 混菌体系在微生物发酵的过程中,通常采用混合微生物菌株进行发酵。

这些微生物来源多样(包括不同的菌种、原料和发酵环境),因此导致了发酵食品中微生物群体的多样性和复杂性。

随着现代工程技术的进步,传统的混合微生物系统逐渐被更稳定的混合微生物体系所取代,以提高微生物在食品发酵中的应用效率。

这种新型混合微生物体系的出现,有助于提升食品的口感和营养价值。

混合微生物发酵体系与微型工厂的作用原理相似,每个微生物都保持其独立性,同时彼此之间也存在紧密的相互作用。

传统发酵豆酱中产脂肪酶菌株的筛选

传统发酵豆酱中产脂肪酶菌株的筛选

传统发酵豆酱中产脂肪酶菌株的筛选刘思佳;孙晓东;卢萌萌;卢影影;胡光琴;马一涵【摘要】脂肪酶属于羧基酯水解酶类,能将甘油三酯逐步地水解成甘油和脂肪酸.该研究从东北三省传统的家庭自制豆酱上获得纯培养真菌389株,通过三丁酸甘油酯平板法初筛获得具有脂肪酶活性的菌株41株,其中青霉属的真菌27株、曲霉5株、毛霉3株、犁头霉2株、酵母菌1株、镰孢菌2株、帚霉菌1株.结果表明,青霉属的真菌无论从数量还是酶活都高于其他属的真菌,其中橘灰青霉(Penicillium aurantiogriseum)数量最多.在分离到的菌株中,毛霉属的卷枝毛霉(Mucor circinelloides)酶活最高,是具有生物催化潜力的功能菌株.【期刊名称】《中国酿造》【年(卷),期】2015(034)012【总页数】4页(P34-37)【关键词】豆酱;真菌;脂肪酶活性;三丁酸甘油酯;橘灰青霉;卷枝毛霉【作者】刘思佳;孙晓东;卢萌萌;卢影影;胡光琴;马一涵【作者单位】大连民族大学环境与资源学院,辽宁大连116600;大连民族大学环境与资源学院,辽宁大连116600;大连理工大学生命科学与技术学院,辽宁大连116024;大连民族大学环境与资源学院,辽宁大连116600;大连民族大学环境与资源学院,辽宁大连116600;大连民族大学环境与资源学院,辽宁大连116600;大连民族大学环境与资源学院,辽宁大连116600【正文语种】中文【中图分类】Q939.99豆酱(soybean paste)是我国传统的发酵豆制品,它是以大豆为主要原料,经自然发酵而成的半流动状态的发酵食品,也称黄豆酱、黄酱或大豆酱。

豆酱在自然发酵过程中pH和总酸在起始发酵的2~4周内变化较快,后期变化缓慢,到16周时分别达到4.55和3.48%(以干基计)[1]。

传统豆酱是通过天然接菌,自然发酵3~4个月而形成的,微生物及其酶系在酱曲培养和酱醪发酵中发挥了重要作用[2]。

生物发酵技术的研究进展与应用

生物发酵技术的研究进展与应用

生物发酵技术的研究进展与应用生物发酵技术是一种利用微生物代谢产物作为能源的过程。

这种技术可以用于制造化学品、药物和生物质能源,并且被广泛应用于食品、饮料和燃料工业。

近年来,生物发酵技术在生物制品的制造和微生物代谢工程的研究方面取得了重大进展。

在这篇文章中,我们将介绍这一领域的最新研究成果和应用前景。

1. 生物发酵技术的研究进展生物发酵技术经历了长期的发展,一直以来,学者们都在探索如何更好地利用微生物细胞代谢进行高效产酶的研究。

随着分子生物学、基因工程、生物信息学的发展,研究人员们应用现代生物技术手段,建立了一系列的微生物基因工程平台,极大地促进了生物发酵技术的发展。

在这些微生物基因工程平台上,科研人员能够定向改造微生物细胞代谢途径,增强其产酶能力,从而实现对生物发酵技术的提高和优化。

近年来,利用分子工程技术开发和利用微生物细胞工厂来分解废弃物和生物质成为烷基气体,被认为是一种重要的成本效益高和环境友好的生物发酵技术。

2. 生物发酵技术在生物制品制造领域的应用随着分子工程技术的发展,利用微生物细胞工厂生产蛋白质药物、抗生素和生物反应器也已成为可行的技术。

利用生物反应器生产生物质的过程中,需要考虑微生物细胞的生长动力学分析,如代谢途径的调控、氧气和营养物质的补给。

微生物细胞工厂不但可以大幅降低生物制品的成本,而且可以实现药物的个性化定制,解决传统医药生产中品种少、产量小、迭服率高的问题。

3. 生物发酵技术在燃料制造领域的应用生物质能源制造一直是人们追求的目标,而生物发酵技术正是实现这一目标最有效的手段之一。

通过利用生物微生物细胞的代谢产物,如葡萄糖、木糖、木质素等生物原料,可以生产出生物质燃料,如乙醇、丁醇、牛皮纸和生物柴油等。

选用合适的微生物作为生物反应器应用,组织工程平台优化其生长条件,以实现最佳的发酵效果。

此外,智能自动控制技术,如定期维护和监控,可实时调节微生物代谢,优化发酵反应,提高生产效率。

分子生物学在食品微生物检测中的应用探究

分子生物学在食品微生物检测中的应用探究

分子生物学在食品微生物检测中的应用探究作者:陈爽爽来源:《科学家》2017年第17期摘要随着社会经济的发展,社会民众对于食品的需求已经不仅限于满足温饱,食品安全以及食品品质更是社会公众关注的重点问题。

与此同时,全球经济一体化发展进程的不断加快,各种食品进出口活动也不断频繁,进出口食品的安全检疫的工作要求也逐渐提升。

本文通过对分子生物学在食品微生物检测中的应用进行深入探究,分析分子生物学以及其学术应用的价值,并分析常见的分子生物学方法在食品微生物检测中的应用方式,旨在促进进出口食品检疫工作水平的提升。

关键词分子生物学;食品微生物;检测;应用中图分类号 Q7 文献标识码 A 文章编号 2095-6363(2017)17-0016-01科学技术的发展进步,以分子生物学为典型代表的生命科学也逐渐受到社会的关注,其应用领域也逐渐拓展,现代仪器设备、电子信息技术等技术水平的提升,也是分子生物学的工作效率、工作水平得到明显的提升。

食品微生物检测是应用分子生物学进行食品安全检测的重要方式,为保证食品安全检疫工作的便捷性和准确性提供重要保证。

1 分子生物学及其应用价值分子生物学是基于分子性质、分子观测等技术方式来研究各种生命现象的基础学生,对不同细胞成分物理以及化学性质都会存在差异,进而引发不同的生命现象。

经济社会的发展,食品生产和经营企业将经济利益置于自身经济活动的首位,因而会将各种不符合人类食用标准的物质添加到食品中,或者因为食品生产存储环节没有符合相关的标准,使产品性质发生变化,这些食品物质都会对人类的身体健康造成一定程度的危害,甚至威胁到社会的和谐稳定。

经济全球化、食品国际化的经济发展趋势,使食品贸易活动不断频繁,食品安全问题也不仅限于国内经济市场中,也成为世界经济发展关注的重点问题。

食品安全检疫是食品进出口监管工作的重点工作内容,传统的食品微生物检测方法工作程序较为繁琐、检测效率较为低下,已经不能满足现代社会的发展需求,分子生物学检测方式为检疫工作人员拓展了更为精准的工作方式,并因为其明显的应用优势使其得到广泛的推广。

微生物发酵技术在食品领域的应用研究

微生物发酵技术在食品领域的应用研究

微生物发酵技术在食品领域的应用研究作者:戴铭成樊迎连文绮1来源:《中国食品》2024年第14期通过在豆制品、面制品、茶叶以及乳制品的制作过程中引入微生物发酵技术,可以极大提升食品的风味和营养价值;且微生物发酵的反应条件和反应环境符合绿色生产及可持续发展的内在要求,能够实现资源的最大化运用。

本文先是分析了微生物发酵技术在食品领域的应用范围,然后提出了优化及实施微生物发酵的关键策略。

一、微生物发酵技术概述发酵工程被称作微生物工程,其实际生产过程中的相关技术手段被称作微生物发酵技术。

微生物发酵技术是细胞融合技术、DNA重组技术、现代分子改造修饰技术以及传统发酵技术相互融合后产生的一种生物技术类型,具体包括微生物菌种选育培养技术、微生物资源开发利用技术以及固定化细胞技术等。

这类发酵技术的发展与成熟为有效改善食品生产提供了有力的技术支撑。

微生物发酵技术可以按照微生物来源和基质中水分含量的不同进行划分。

其中,按照微生物来源的不同可以分为自然发酵和接种发酵。

前者是利用自然环境中的微生物进行发酵的过程;后者需要提前选出纯种的菌种进行发酵,发酵周期较短、产品质量较高。

按照基质中水分含量的不同可以分为液态发酵和固态发酵。

前者是通过菌体在培养液中的代谢反应,收获相应的代谢产物及菌丝体的方式;后者是以固体有机废物為基质进行反应,具有产酶量高、能耗低等优势。

二、微生物发酵技术的优势(一)可以提高食品品质1.提升食品感官品质。

动物、植物类食品中的某些挥发性成分会产生特有的味道,如羊肉的膻味、茴香的香辛气味、鱼的鱼腥味以及紫苏的辛辣味等,这些味道可能会影响食品的生产和加工。

通过引入微生物发酵技术,可以在一定程度上降低和改善这些不良影响,从而起到提升食品感官品质的作用。

例如,将酵母菌及乳酸菌进行二次发酵后可以有效去除甘草本身的腥味,使其口感变得更为酸爽。

2.消除食品对人体的不良影响。

微生物发酵可以消除食物本身对人体的一些不良作用。

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨【摘要】食品发酵是利用微生物进行的一种生物化学过程,可以改善食品的口感、滋味和品质。

微生物在食品发酵中扮演着至关重要的角色,包括酵母菌、乳酸菌、酵母菌等。

本文分析了食品发酵中微生物的应用现状,探讨了微生物在食品发酵中的作用,并对未来食品发酵中微生物的应用前景进行展望。

食品发酵技术的发展趋势也是本文关注的焦点之一,包括越来越多的食品在发酵过程中应用微生物,并介绍了微生物在食品工业中的应用。

本文总结了食品发酵中微生物的应用现状与发展前景,强调了微生物在食品发酵中的重要性并展望了未来的发展方向。

【关键词】食品发酵、微生物、应用现状、发展方向、探讨、前景展望、食品工业1. 引言1.1 食品发酵的定义食品发酵是一种利用微生物(如细菌、酵母、霉菌等)对食品原料进行代谢作用的过程。

在这个过程中,微生物会产生一系列的化学反应,使得食品中的营养物质发生变化,从而达到改善食品口感、延长保质期、增加营养价值等效果。

食品发酵是一种古老而又重要的食品加工方式,在人类历史上有着悠久的传统。

通过食品发酵,人类可以将原本不易保存或口感较差的食材转化为具有更好口感和更高营养价值的食品,同时还可以有效地延长食品的保存期限。

食品发酵技术的应用范围非常广泛,涵盖了面包、酸奶、酱油、葡萄酒等多个领域,对于人类的饮食生活有着重要的意义。

食品发酵是一种利用微生物代谢作用来改善食品品质的技术,通过不同微生物的作用,可以使得食品具有更好的口感、更高的营养价值和更长的保质期,对于人类的饮食健康和生活质量有着重要的影响。

1.2 微生物在食品发酵中的作用在食品发酵过程中,微生物是起着至关重要的作用的。

微生物可以通过发酵过程将食材中的碳水化合物、蛋白质和脂肪转化为更有益于人体健康的物质。

不同类型的微生物在发酵过程中产生的酶可以促进食物中的营养物质的释放和吸收,提高食品的营养价值。

微生物还可以产生有益于健康的生物活性物质,如益生菌和维生素等。

传统发酵食品微生物学研究进展

传统发酵食品微生物学研究进展

传统发酵食品微生物学研究进展王慧琳;周炜城;任聪;徐岩【期刊名称】《生物学杂志》【年(卷),期】2018(035)006【摘要】传统发酵食品制作过程的实质为富集、驯化与培养种类各异的微生物,这些微生物代谢产生的风味物质造就了传统发酵食品的独特风味与丰富营养.对传统发酵食品微生物的研究有助于阐明发酵食品微生物菌群的组装机制、菌群代谢功能和菌群成员互作机理等传统发酵食品微生物组学的基本科学问题,在保持传统发酵食品独特风味的同时,促进传统发酵食品工业化水平的提升,实现传统发酵食品的\"高效、优质\"生产.对近年来传统发酵食品的微生物组学研究、微生物资源挖掘、质量监控及品质优化3方面的进展情况进行了综述.【总页数】5页(P1-5)【作者】王慧琳;周炜城;任聪;徐岩【作者单位】江南大学生物工程学院酿酒微生物与应用酶学研究室,无锡214122;江南大学生物工程学院酿酒微生物与应用酶学研究室,无锡214122;江南大学生物工程学院酿酒微生物与应用酶学研究室,无锡214122;江南大学教育部工业生物技术重点实验室,无锡214122;江南大学生物工程学院酿酒微生物与应用酶学研究室,无锡214122;江南大学食品科学与技术国家重点实验室,无锡214122;江南大学教育部工业生物技术重点实验室,无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TS201.3【相关文献】1.东南亚传统发酵食品微生物学特性 [J], 郭维烈2."食品微生物学实验"改革案例——传统发酵食品中乳酸菌的分离纯化及分子生物学鉴定综合性实验 [J], 吴海清; 肖萍; 何新益; 王娜3.传统发酵食品中微生物多样性与风味形成之间关系及机制的研究进展 [J], 陈倩;李永杰;扈莹莹;温荣欣;孔保华4.传统发酵食品的安全性研究进展探索 [J], 乔沈5.中国传统发酵食品微生物多样性研究进展 [J], 陈镜如;边鑫;杨杨;邢童林;王子轩;任丽琨;胡良术;何林阳;张娜因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

3种分子生物学技术在传统发酵食品微生物多样性研究中的应用

3种分子生物学技术在传统发酵食品微生物多样性研究中的应用

3种分子生物学技术在传统发酵食品微生物多样性研究中的应用聂志强,王 敏*,郑 宇(工业发酵微生物教育部重点实验室(天津科技大学),天津市工业微生物重点实验室,天津科技大学生物工程学院,天津300457)摘 要:我国传统发酵食品具有悠久的历史,有各自独特的生产工艺,发酵过程涉及的微生物种类较多,赋予了传统发酵食品特有的风味与功能。

近年来,随着传统发酵食品生产的现代化和产业化以及对食品安全的重视,传统发酵食品发酵过程中微生物的多样性和功能成为研究的热点。

宏基因组学、基因芯片和实时定量PCR 等分子生物学技术以微生物基因序列信息为基础,主要用于传统发酵食品发酵过程中微生物的多样性和功能的研究,由于它们具有工作量小、重现性高等优点,近年来已经较广泛地用于传统发酵食品微生物的研究中。

本文综述这3种技术在传统发酵食品微生物多样性及功能研究中的应用进展,并介绍传统发酵食品微生物研究领域的发展趋势,以期为传统发酵食品发酵过程规律研究提供一定的参考。

关键词:传统发酵食品;宏基因组学;基因芯片;实时定量PCR ;微生物多样性Application of Three Molecular Biotechnologies in Microbial Diversity of Microorganisms fromTraditional Fermented FoodsNIE Zhi-qiang ,WANG Min *,ZHENG Yu(Key Laboratory of Industrial Fermentation Microbiology (Tianjin University of Science and Technology), Ministry of Education, Tianjin Key Laboratory of Industrial Microbiology, College of Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300457, China)Abstract :Traditional fermented foods with their own production methods have existed for centuries in China. These foods have special fl avour and functions due to a great variety of microorganisms during their production processes. Recently, the modernization and industrialization of these fermented foods their production methods and food safety have gained extensive attention. Biodiversity and functions of microorganisms during fermentation process have become the hot topics of traditional fermented foods. Molecular biotechnologies, such as metagenomics, DNA microarray and real-time PCR, were widely used for studying microorganisms of traditional fermented foods. In this article, current progresses are summarized, which provides insights into current trends for these technologies in the application of traditional fermented foods.Key words :traditional fermented foods ;metagenomics ;DNA micro-array ;real-time PCR ;microbial diversity 中图分类号:Q938.1 文献标识码:A文章编号:1002-6630(2012)23-0346-05收稿日期:2011-10-14基金项目:国家“863”计划项目(2012AA021303;2012AA022108;SS2013AA100106);国家自然科学基金项目(31201406);教育部“长江学者和创新团队发展计划”项目(IRT1166);高等学校博士学科点专项科研基金项目(20101208120003);天津科技大学研究基金项目(20110114)作者简介:聂志强(1985—),男,博士研究生,研究方向为传统发酵食品生产菌种的功能分析与发酵技术。

食品中微生物学技术的应用研究进展

食品中微生物学技术的应用研究进展

食品中微生物学技术的应用研究进展专业:食品加工与安全姓名:徐晓辉学号:1216392011摘要:生物技术是一门新兴的,综合性的学科,在食品工业发展中具有重要的作用。

本文简要介绍了应用于食品工业中的主要生物技术及其应用,并分析了生物技术在食品工业中应用的发展前景及问题。

关键词:生物技术;食品;应用Abstract:Biotechnology is a new and comprehensive subject which has an important role in the development of the food industry. This paperintroduces the main biotechnology applied in food industry and theapplications, and analysis the prospects and problems of biotechnologyapplication in food industry development.Keywords: Biotechnology; food; application生物技术是对生命有机体进行加工改造和利用的技术,它是21世纪高新技术的核心之一。

目前,生物技术已被应用于工农业、食品加工、医疗保健等众多领域中[1]。

而食品生物技术是生物技术的重要分支学科,主要指生物技术在食品工业中的应用,其作用主要体现在四个方面,一是利用基因工程、细胞工程技术对食品资源的改造和改良;二是利用发酵工程、酶工程技术将农副原材料加工制成商品,如调味品、酒类、酸奶等发酵制品;三是利用这些生物技术产品进行二次开发,形成新的产品,如高果糖浆,食用添加剂等;四是利用酶工艺、发酵技术、生物反应器等对传统食品加工工艺进行改造,降低能耗、提高产率、改善食品品质等。

另外,在食品生产相关领域如食品包装、食品检测等方面,食品生物技术也得到越来越广泛的应用。

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微生物分子生态学技术在传统发酵食品行业中的应用研究进展许 伟1,2,张晓君3,李 崎1,许泓瑜2,许正宏1,2,*,赵立平3(1.江南大学 教育部工业生物技术重点实验室,江苏 无锡 214122;2.江南大学生物工程学院,江苏 无锡 214122;3.上海交通大学生命科学与技术学院,上海 200240)摘 要:微生物分子生态学作为分子生物学与微生物生态学交叉而形成的学科,在传统发酵食品行业中的应用还处于起步阶段。

本文从分子生态学实验技术角度,综述了目前一些传统发酵食品行业生产过程中微生物群落结构、多样性及其功能相关性的研究进展,并探讨了分子微生态学技术在传统发酵行业的应用前景。

关键词:微生物分子生态学;群落结构;功能;传统发酵食品Application of Microbial Molecular Ecology Techniques in Research on Traditional Fermented Food IndustryXU Wei1,2,ZHANG Xiao-jun3,LI Qi1,XU Hong-yu2,XU Zheng-hong1,2,*,ZHAO Li-ping3(1.Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214122, China;2.School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China;3.School of Life Science and Technology, Shanghai JiaoTong University, Shanghai 200240, China)Abstract :As an interdisciplinary field of molecular biology and microbial ecology, molecular microbial ecology has been fastdeveloped during last decade. Comparing to other fields, the application of molecular microbial ecology in traditional fermenta-tion industry was developed still in leading strings. The molecular microbial ecological techniques have been or could be used intraditional fermentation industry and consequent progress in this field were thus reviewed. Future trends of molecular ecologicaltechniques combined with traditional fermentation industry were also discussed. It also emphasized on the importance ofresearching on molecular ecology of microorganisms in traditional fermentation industry.Key words:microbial molecular ecology;community;function;traditional fermented food中图分类号:Q938.1 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2007)12-0521-05收稿日期:2006-09-15 *通讯作者基金项目:江苏省自然科学基金项目(BK2006019);国家自然科学基金项目(30600013)作者简介:许伟(1981-),男,硕士研究生,研究方向为发酵工程。

中国传统发酵食品行业历史悠久,曾影响着日本、朝鲜、韩国等许多亚洲国家,主要产品多为和人们生活息息相关的一些品种,如白酒、黄酒、食醋、酱油、腐乳、豆豉、奶酪以及其他的诸如发酵肉制品等。

以中国为代表的东方国家多采用酵母菌、霉菌和细菌等混合微生物进行固态自然发酵,而西方国家多采用细菌、酵母菌中的一种或几种进行发酵。

以酒类为例,中国等东方国家多采用“曲”进行糖化发酵,如中国著名的大曲酒——茅台酒,其发酵所用大曲由大麦、小麦等粮食原料保温培菌制得。

通过传统的纯培养技术对其大曲中的微生物进行分离,结果表明存在于茅台大曲中的微生物主要有霉菌、酵母菌、乳酸菌、丁酸菌和耐高温芽孢杆菌等[1]。

据统计,通常环境中可培养的细菌不到细菌总数的0.1%,大曲一类的样品中可培养的微生物也只是其中一小部分,很多在酿造过程中发挥重要作用的微生物未能培养,这将难以使我们全面揭示发酵产品发酵过程中的微生物作用机制。

有鉴于此,探索和引入新的技术方法和手段以全面地了解包括大曲酒等传统酿造系统中的微生物种类,进而阐明酿造过程中微生物的作用机制,已成为重新认识和改造传统产业的迫切需求。

20世纪80年代以来,分子生物学在理论和技术上都取得了突飞猛进的发展,尤其是聚合酶链式反应(PCR)技术的不断完善和发展,使其迅速向生物学各个领域渗透。

在对环境微生态学的研究中,人们越来越注重对问题本质和机制的理解。

分子生态学就是在这种背景下产生的,它体现了宏观和微观的结合,是生态学和分子生物学相互渗透的产物。

1分子生态学的研究技术随着PCR技术和分子生态学技术的不断发展,目前涌现出许多用于研究微生物群落结构组成和功能的分子生态学技术,主要包括克隆文库分析、遗传指纹图谱分析、探针杂交技术、磷脂脂肪酸标记(PLFAlabeling)、稳定同位素探测(SIP)等。

1.1克隆文库分析在分析环境样品中核酸分子的种类和数量时,由于直接提取的核酸分子的量很少,不能用于直接分析,一般是通过PCR扩增和构建克隆文库的方法。

先用携带了物种进化信息的标记基因(常用的是核糖体RNA基因)的通用或种属特异性引物对微生物基因组总DNA进行PCR扩增。

PCR产物与载体连接后,转化大肠杆菌获得转化子,构建成克隆文库。

通过对文库中各转化子序列的测定,就可以知道该环境样品中的这些基因的种类和相对数量,从而获得物种组成的信息[2]。

1.2遗传指纹图谱分析遗传指纹图谱分析是指将代表微生物群落结构的核酸分子以凝胶电泳等方法进行分离,代表微生物群落中各种不同种群的核酸分子的迁移行为的差异就构成了该群落特异的遗传指纹图谱,指纹图可以反映群落间的差异。

1.2.1核糖体DNA扩增片段的限制性内切酶分析(amplified ribosomal DNA restriction analysis,ARDRA)ARDRA是用来对16S rRNA基因克隆文库中的克隆进行分型的一种方法[3]。

在构建基因克隆文库时,先用ARDRA的方法对文库中的克隆进行分型,然后对每个ARDRA类型中的代表序列进行测序,这样就可以大大地缩减测序成本。

1.2.2DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis)以及TGGE(temperature gradient gel electrophoresis)技术同样大小的DNA序列由于含有的碱基及排列差异造成Tm值不同。

通过聚丙烯酰胺凝胶中变性剂的梯度(DGGE)或温度的梯度(TGGE)使不同Tm值的DNA片段在不同时间发生变性,造成泳动速率发生变化,从而得以分离。

凝胶上各样品的条带构成的指纹图可以反映微生物群落组成,样品间的比较则可反映群落组成的变化。

可代表微生物分类地位的16S rDNA基因和各类功能基因的PCR产物都可用于DGGE/TGGE分析[4-5],Zhang等还提出DGGE/TGGE胶的单链污染问题解决方法,使该技术的可靠性提高[6]。

1.2.3单链构象多态性研究(single strand conformationalpolymorphism,SSCP)SSCP本来是用于临床鉴定基因突变,近年来才被应用到微生物生态学的研究当中[7]。

单链DNA片段复杂的空间构象主要由其内部碱基间氢键等分子内相互作用力来维持。

单链DNA片段中碱基不同时,会或多或少存在空间构象的差异,导致DNA分子在聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)中受排阻的强度不一样,所以可以通过PAGE将这些差异的单链DNA片段区分开。

1.2.4末端限制性片段长度多态性分析(terminal restric-tion fragment length polymorphism,T-RFLP)T-RFLP可以用来鉴定菌株,也可以对比分析不同的群落结构,还可以评估特定群落中系统进化类群的细菌多样性[8]。

用带有荧光标记的细菌通用引物(只有一个引物带荧光标记)扩增出16S rRNA基因,接着选用合适的限制性内切酶对PCR扩增产物进行酶切,并通过测序胶进行分离。

群落样品的16S rDNA的PCR产物带有荧光标记的酶切片段的长度类型可用于分析样品内微生物的组成。

系统分类地位不同的细菌16S rRNA基因的酶切位点不一样,导致产生的带有荧光标记的末端片段长短不一样。

每个片段的荧光强度还能反映各细菌种群在整个群落中的分布比例。

1.2.5核糖体基因间间隔序列分析(ribosomal intergenicspacer analysis,RISA)RISA一般是将16S与23S核糖体亚基之间的转录间隔区(intergenic spacer,IGS)通过PCR扩增,最后得到的PCR扩增产物(通常是200~1200bp)可以通过聚丙烯酰胺凝胶电泳区分开来。

该方法不仅可用来进行微生物的分型,还可用来进行群落结构的比较[9]。

1.2.6随机扩增多态性DNA(random amplified polymor-phic DNA,RAPD)RAPD是一种以随机引物PCR扩增为基础的分析方法[9]。

它以由少数碱基(10个左右)组成的随机的寡核苷酸作引物,在低温退火条件下对样本基因组DNA进行PCR扩增。

引物在多个位点与基因组DNA结合,扩增在不同物种间显示差异。

该方法由于具有高效、快速、简便、对材料要求不高、成本低以及多态信息量大等优点而被广泛应用于对不同的菌株进行区分和对比分析不同的微生物群落结构[10],但它的缺点是重复性有待提高。

1.2.7基于基因组重复序列的PCR指纹图基于基因组重复序列(repetitive sequence-based)的PCR分型方法被广泛用于区分亲源关系很近但遗传上有差异的不同细菌菌株。

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