农业院校食品微生物学实验教学的探索与实践

为提高学生的微生物基本操作技能,提升学生对食品微生物学的学习兴趣,对农业院校食品微生物学实验教学内容和目标设计进行了探索和实践。通过设置基础实验技术、应用实验技术和安全实验技术3类实验,采用"固定+机动"教学模式,全天开放实验室计划,优化教学团队,引入研究生助理,完善考核体系,促进教学质量的提高。实践表明,课程改革提高了学生的实验操作技能和科研兴趣。     

3株放线菌对甜瓜幼苗的促生与抗性诱导作用

【目的】研究3株生防放线菌Act1、Act11和Act12对甜瓜枯萎菌(TF)和西瓜枯萎菌的拮抗性,及其对甜瓜幼苗的促生作用和叶片多酚氧化酶(PPO)活性的诱导作用,为防治西甜瓜枯萎病提供高效生防放线菌。【方法】通过琼脂块法和无菌发酵滤液试验,研究了3株放线菌对TF和西瓜枯萎菌的拮抗性及其无菌发酵滤液对甜瓜种子胚轴、胚根生长的影响;通过盆栽试验,研究了3株放线菌对甜瓜幼苗叶绿素相对含量、甜瓜根系质量和根系活力的影响以及对甜瓜叶片PPO活性的诱导作用。【结果】①供试放线菌对TF和西瓜枯萎菌的拮抗圈直径均超过17mm,其无菌发酵滤液对TF和西瓜枯萎菌的抑菌率为2.65%~65.27%,且能促进甜瓜胚轴、胚根生长,提高甜瓜种子活力。②放线菌Act1、Act11和Act12以1.5 g/kg的接种量与TF混接,甜瓜幼苗叶绿素相对含量较单接TF分别增加了17.57%,13.54%和11.59%,差异显著(P0.05);放线菌Act11以1.5 g/kg接种量与TF混接,甜瓜幼苗根系质量较单接TF处理增加了53.33%;放线菌Act1和Act12以2.0 g/kg接种量与TF混接,甜瓜幼苗根系活力较单接TF分别增加了416.67%和166.67%,差异达极显著水平(P0.01)。③放线菌Act11、Act12以1.5 g/kg接种量与TF混接,甜瓜幼苗叶片PPO活性较单接TF分别增加了45.06%,50.20%。【结论】3株生防放线菌对TF和西瓜枯萎菌均具有较强的拮抗性,在一定接种量下,对甜瓜幼苗具有促生和提高诱导抗性的作用,此作用在放线菌与TF混接时表现更为明显。     

放线菌制剂对番茄PPO活性及生物量的影响

【目的】研究2种放线菌制剂对供试番茄生物量、保护性酶活性的影响,探索生防菌剂的防病促生机理。【方法】以Act1(加州链霉菌Streptomyces californicus)、Act2(假刺孢链霉菌Streptomyces pseudovenezuelae)、Act11(肉质链霉菌Streptomyces carnosus)、Act12(密旋链霉菌Streptomyces pactum)及Act8(1株未定种的链霉菌Streptomyces sp.)5种放线菌为材料,制成菌剂BCA1(由放线菌Act1、Act11和Act12按1∶1∶1的质量比混合而成)和菌剂BCA2(由Act1、Act2和Act8按1∶1∶1的质量比混合而成)2种放线菌制剂。以不接菌为对照,分别将BCA1和BCA2进行稀释后对番茄进行蘸根处理,采用常规称质量及PPO酶活性测定法分别对番茄生物量及叶片PPO酶活性进行测定。【结果】2种放线菌制剂均使苗期番茄叶片PPO活性降低,根系PPO活性升高,随着植株生长期的延长,菌剂对PPO活性的影响逐渐减小。②接种2种放线菌制剂对番茄生长均有明显的促进作用,BCA1使番茄的总生物量、茎质量、根系质量及须根质量分别增加了44.27%,47.38%,14.58%及52.85%;BCA2使番茄的总生物量、茎质量、根系质量及须根质量分别增加了46.87%,47.89%,42.63%及93.65%。【结论】接种放线菌制剂对番茄有明显的促生作用,可促进根系生长,增加生物量,并提高根系PPO活性,进而增强番茄根系的免疫力和抗病性。     

放线菌对棉花幼苗生长及抗旱能力的影响

采用种衣剂包衣接种及盆栽生物试验研究了放线菌对棉种发芽、棉苗抗旱能力、光合能力及生长能力的影响。结果表明:①单用放线菌剂做种衣剂,棉种的发芽势与发芽率分别提高了11.75%与7.41%;单用保水剂做种衣剂,棉种的发芽势、发芽率分别降低了17.65%与14.81%;二者混合做种衣剂,对棉种的发芽势和发芽率影响不大。②单用放线菌作种衣剂,棉苗在第10天和第20天时的萎蔫率分别较对照降低了43.48%和92.86%,其降低幅度随着棉苗苗龄增加而增强;单用保水剂作种衣剂,棉苗的萎蔫率在第10天和第20天时较对照分别降低了56.52%和28.57%,其降低幅度随着棉苗苗龄增加而减弱。③放线菌对棉花幼苗真叶面积、叶片绿色度和棉花幼苗生物量的菌剂效应分别约为保水剂效应的8倍、2倍和4倍,保水剂对棉苗根系生长表现出抑制作用。供试放线菌制剂作为棉花种衣剂能显著促进棉苗生长并提高抗旱能力,与保水剂以适宜比例混合时,也表现出良好的效果。菌剂效果优于保水剂。     

大丽轮枝菌菌体对链霉菌胞外蛋白酶活性及抑菌效果的影响

 为研究拮抗链霉菌对棉花黄萎病原大丽轮枝菌（Verticillium dahliae Kleb.）的抑菌机理,以大丽轮枝菌菌体为唯一碳氮能源,采用液体培养法及生长速率法研究供试病原菌菌体对4株拮抗链霉菌胞外蛋白酶合成的诱导作用及抑菌活性物质产生的影响。结果表明：大丽轮枝菌菌体可以诱导供试链霉菌合成蛋白酶;诱导粗酶液对病原真菌菌丝有溶解作用;当菌体添加量为10 g·L^-1,28℃培养7 d时菌株Z13蛋白酶活性高达4.24 U;以大丽轮枝菌菌体为碳氮能源时供试链霉菌能产生活性较强的抑菌物质;当菌体添加量为20 g·L^-1,发酵液稀释5倍时菌株B49所产抑菌活性物质的最大抑菌率达95.7%。     

硅酸钾与密旋链霉菌Act12菌剂配施对连作草莓生长、果实产量及品质的影响

为了探索硅酸钾与生防放线菌配合施用对草莓连作障碍的修复效果,以"红太后"草莓为材料,采用日光温室栽培,研究了硅酸钾与密旋链霉菌Act12菌剂配施对连作草莓生长、果实产量及品质的影响。结果表明:(1)硅酸钾与密旋链霉菌Act12菌剂配施对日光温室连作草莓具有明显的防病促生作用,可使连作3年草莓1级苗比例提高44.7%,3级苗比例下降58.3%,连作4年草莓死亡率降至0%;连作3年草莓植株总鲜重、根鲜重、叶片数及叶片鲜重分别增加73.7%、71.3%、11.1%及38.7%。(2)硅酸钾与密旋链霉菌Act12菌剂配施对草莓开花、果实产量及品质有明显影响,可使连作3年草莓开花提前10 d,花蕾数提高17.0%,果实数、单果鲜重及单株产量分别增加18.6%、90.6%及126.2%,盛果期草莓果实可溶性固形物含量、糖酸比及维生素C含量分别提高21.7%、36.2%及27.0%;可显著提高连作4年草莓单果鲜重和单株产量(P<0.05),增幅分别为194.7%和359.1%。(3)硅酸钾与密旋链霉菌Act12菌剂配施可提高草莓的诱导抗性,草莓叶片可溶性蛋白含量和盛果期PPO酶活性分别提高67.4%和101.0%。由此可知,硅酸钾与密旋链霉菌Act12菌剂配施可显著促进连作草莓生长,提高果实产量及品质,增强植株抗病性,可有效缓解日光温室草莓连作障碍,在生产上具有较好应用潜力。     

超声波和环氧丙烷改性马铃薯全粉的制备与性能研究

为开发优良马铃薯全粉资源,本试验利用超声波和环氧丙烷分别处理马铃薯全粉,采用扫描电镜、差示量热扫描、傅里叶变换红外光谱和X-射线衍射等方法,探究改性全粉在加工性能、热力学和结构性质等方面的差异。结果表明,与未改性马铃薯全粉(PF)相比,超声波改性马铃薯全粉(UF)和羟丙基马铃薯全粉(HF)的溶解度分别显著提高至18.33%和17.33%,析水力均显著降低至0.28%,透明度显著提高至76.90%和90.14%,碘蓝值(8.10和6.61)也显著下降(P <0.05)。3种马铃薯全粉衍射峰峰形相似,反应主要发生在无定型区,电镜扫描表明,较PF而言,UF和HF碎片和絮状形态消失,均出现了明显的黏结现象。综上所述,2种改性处理均提高了马铃薯全粉的结晶度、溶解度、冻融稳定性、透明度和热稳定性,且降低了全粉的碘蓝值,在一定程度上提高了马铃薯全粉的加工品质。本研究为马铃薯全粉的开发利用提供了理论依据。     

大蒜有机硫化物对解淀粉芽孢杆菌的 抑菌作用及机理

【目的】明确大蒜有机硫化物(GOS)对豆制品优势腐败解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens的抑菌活性及作用机理。【方法】通过抑菌圈法和二倍稀释法测定GOS对菌株的抑菌活性、最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC),并分析其对细菌生长曲线及胞外蛋白酶活性的影响;分析GOS处理后解淀粉芽孢杆菌代谢活性、碱性磷酸酶活性、β–半乳糖苷酶活性及胞外溶液电导率的变化,并结合扫描电镜观察菌体形态变化,探讨GOS对解淀粉芽孢杆菌的抑菌机理。【结果】3 g/mL的GOS对解淀粉芽孢杆菌DY1a和DY1b的抑菌圈直径分别为31.7和25.7 mm,MIC均为30 mg/mL,MBC分别为240和480 mg/mL。30 mg/mL GOS对菌株DY1a和DY1b胞外蛋白酶活性的抑制率分别为47.3%和15.6%,使细菌细胞代谢活性(D490 nm)分别下降了2.771和4.091,胞外碱性磷酸酶活性分别提高了0.029和0.036 U/mL,胞外β-半乳糖苷酶活性(D420 nm)分别提高了0.047与0.016,胞外溶液电导率分别提高了0.060和0.031 mS/cm。扫描电镜结果显示,GOS处理后的菌株细胞表面出现皱缩、孔洞式塌陷和破裂。【结论】大蒜有机硫化物对解淀粉芽孢杆菌抑制作用明显,其抑菌机理与影响细菌细胞壁、细胞膜的通透性和完整性,干扰细菌生理代谢活动有关。     

柚子皮基可食性膜的制备及性能研究

为了促进果蔬加工副产物的高附加值利用,以柚子皮干粉为材料,海藻酸钠为增稠剂,甘油为增塑剂,采用流延法制备了柚子皮基可食性膜,分析柚子皮干粉质量分数、海藻酸钠、甘油质量分数对柚子皮基膜力学性能、阻湿性能和透光率等的影响,并对柚子皮基膜的制备配方进行优化。结果表明,柚子皮基膜的最佳制备配方为:柚子皮干粉质量分数3%、海藻酸钠质量分数0.15%(以柚子皮粉浆料质量为基础,下同)、甘油质量分数0.5%,此配方制备的柚子皮基膜外观平滑、颜色淡黄,具有较好的综合性能,其拉伸强度为17.53±0.35 MPa,断裂伸长率为19.46%±0.43%,水蒸气透过系数为(2.327±0.128)×10^-12g·cm^-1·s^-1·Pa^-1,透光率为63.2%±0.15%。本研究结果为柚子皮基可食性膜在食品包装等领域的应用提供了理论参考。     

以紫色马铃薯酶解汁液为辅料的浓色啤酒发酵工艺优化及抗氧化活性

目的 冻融分离产生的汁液是固液分离法制备紫色马铃薯全粉的副产物,富含碳水化合物和花青素。为提高该汁液的利用价值,将酶解后的汁液作为辅料添加至麦芽汁中发酵制备浓色啤酒。方法 采用单因素结合正交试验优化浓色啤酒的发酵条件,分析其主要抗氧化成分含量及抗氧化能力。结果 添加紫色马铃薯酶解汁液制备浓色啤酒的最佳发酵条件为：马铃薯酶解汁液添加体积分数为25%,初始pH 6.5,接种2%(φ)的M21啤酒酵母,15 ℃条件下发酵10 d。所得啤酒呈琥珀色、晶莹剔透,酒香协调、入口柔顺,感官评分为86.9,酒精度[φ(乙醇)]5.84%,总酸体积分数15.6 mL/L,还原糖质量浓度18.69 mg/mL,色度37.71 EBC,总酚、绿原酸和花青素质量浓度分别为360.2、685.7和208.4 mg/L,每100 mL 啤酒中含啤酒10倍稀释液的总还原能力与0.150 mg/mL 维生素C相当,DPPH自由基清除率为49.9%,与质量浓度为0.043 mg/mL 维生素C相当,ABTS自由基清除率83.9%。结论 紫色马铃薯冻融分离酶解汁液可部分替代麦芽汁发酵高抗氧化活性的浓色啤酒。