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制备反复使用的酵母细胞应注意1.细胞的固定化要在严格无菌的条件下进行;对制备的的海藻酸钠溶液,氯化钙溶液以及注射器等器材进行严格灭菌.2.反复使用固定化酵母细胞时,需注意避免微生物的污染.
固定化细胞技术的食品工业应用论文
摘要 :固定化细胞技术是一种现代化高新技术，该种技术将细胞、酶、原生质等物质束缚于特殊相中，使之与整体流体分割开来，但是可以实现与效应物与低物的分子交换。目前，固定化细胞技术已经在环保、化工、制药、食品等领域中得到了应用。本文就固定化细胞技术在食品工业中的应用进行分析。
关键词 :固定化细胞技术;食品工业;应用
固定化技术最早产生于上世纪60～70年代，是指利用化学或物理方式将酶或细胞固定在载体上，可以有效的提升酶的稳定性。固定化细胞技术是食品中经常使用的一种技术，酶的效力在反复的反应中不会流失，可以连续生产，节约成本，因此得到广泛的应用。
一、固定化细胞的优缺点
固定化细胞较之固定化酶有下列优点:一是细胞中的酶直接发挥作用，不用直接从微生物细胞中提取出来，这样既能有效的保证酶的活性，也可以降低成本;二是细胞的繁殖速度快稳定性高;三是较之提取出来的酶，细胞中的酶的稳定性更好;四是细胞中的酶可以连续反应，操作简便;固定化细胞也有一些缺点，首先，菌体具有自溶的特点，要防止菌体自溶，保持菌体的完整性，从而提高产品的纯度;其次，细胞中的蛋白酶容易分解，要采用一定的技术防止这种情况的发生;再次，细胞中有多种菌，会影响细胞的固定性，为了防止副作用的发生，要有效抑制其它酶的活性。
二、细胞固定化的方法
细胞固定化有许多的方法，企业可以根据自己的情况合理的选用。(一)吸附法吸附法分为表面吸附法和细胞聚集法两种，其中表面吸附法是指利用微生物本身的吸附能力，将细胞固定在载体中。可以充当吸附细胞的载体有多种，例如高岭土、多孔硅、活性炭等多孔性的物质［1］。细胞聚集法是指利用细胞本身的聚集性，将细胞大面积的培养，从而提升细胞的浓度。(二)包埋法包埋法是最常用的一种方法，分为凝胶包埋法和微胶囊法两种，凝胶包埋法是将细胞用凝胶来包埋固定，生产啤酒、酒精、抗生素一般采用这种方法。微胶囊法是利用胶囊将细胞包埋起来，以利于长期保存。(三)共价结合法共价结合法对于条件的要求比较严格，没有很专业的技术不容易成功。它是利用氨基、羧基等反应基因，与已经活化的`载体相互融合形成共价键，从而让细胞固定在载体中［2］。(四)交联法交联法是利用戊二醛、甲苯二异氰酸酯等交联剂，直接与细胞上的氨基、酚基等反应集团进行反应，让各个细胞之间相连，形成网状的结构，从而形成固定化细胞。
三、固定化细胞技术在食品工业中的应用
固定化细胞技术在食品中有非常广泛的应用，并且取得很好的效果。现阶段固定化细胞技术不仅仅应用于食品加工上，在制药技术、化学分析、环境保护方面也有广泛的应用。
(一)果葡糖浆的生产
首次利用微生物菌体生产果葡糖浆是在1966年的日本，并且取得了很大的成功，随即投入了生产［3］。1969年将技术进行进一步提升，利用菌体热固法生产出固定化细胞，实现连续化的生产，有效的提升了果葡糖浆的质量。在生产的过程中，首先在微生物中水解出葡萄糖，然后再将葡萄糖转化为比较甜的果糖，再提炼浓缩就可以成为果葡糖浆。
(二)柑桔类果汁的脱苦
常用的柠檬苦素类脱苦酶其PH值为碱性，但是不适用柑桔的加工生产中使用，可以采用细胞固定化的技术，将细胞固定在载体中，用于柑桔果汁的脱苦。利用固定化细胞技术，对于PH值不再有特殊的影响，可以有效的进行具有酸性特征的柑桔的脱苦。固定化细胞技术的使用，有效的解决了柑桔果汁的脱苦问题，让柑桔果汁的口感更好，更能符合消费者的需求。
(三)酱油生产
酱油是每个家庭厨房中的必需品，采用固定化细胞技术可以更有效的促进酱油的生产。通过固定化细胞技术生产酱油，可以缩短生产周期，提升酱油的口感，让酱油的质量更加优越。在生产的过程中，将固定化细胞放置在搅拌罐的反应器中与过滤装置有效的结合，让它们做出反应，即可生产出风味良好的酱油产品。
(四)酿酒
酿酒是固定化细胞技术另一项重要的应用，较之传统的酿酒技术，利用固定化细胞酿出的啤酒香气更浓、澄清度更高，口感更好，并且酵母菌得到更好的发酵，让其中的麦芽糖得到广泛的应用。目前，固定化细胞技术已经广泛的应用于酿酒领域，并取得了很好的效果。另外固定化细胞技术也可以应用于米酒的酿造和酒精的生产中［4］。固定化细胞技术在食品工业生产中的应用还非常多，如固定a-淀粉酶、固定化氨基酰化酶的生产中，目前，很多固定化细胞与固定化酶还处在试验阶段，其中还有一些技术难题尚未克服，很多还处于研究和开发中，但它已经给我们指明了发展方向，随着固定化技术的发展，将会有更多的固定化酶、细胞、原生质体应用于生产。
四、结语
目前，各个国家都开始将固定化细胞技术应用在工业生产领域之中，其应用范围已经超过了食品加工、制药工业与轻化工业，扩展至环境保护、化学分析、能源开发等新型领域中，在下一阶段下，固定化细胞技术将表现出更好的发展前景。总之，固定化细胞技术利用了细胞密度高、繁殖速度快和耐毒害性好的特点，在食品工业的生产中表现出很高的优势。固定性细胞技术还有许多优良的性能没有发挥出来，我们要加大固定化细胞技术的研究，让其更好的为我们服务。
参考文献:
［1］韩文静．固定化酶的新型制备方法及其在食品工业中的应用［J］．食品工业科技，2009(02)．
［2］毛跟年，李丽维，齐凤．固定化酶应用研究进展［J］．中国酿造，2009(08)．
［3］乔德亮，胡冰，曾晓雄．酶固定化及其在食品工业中应用新进展［J］．食品工业科技．2008(01)．
［4］李晔．酶的固定化及其应用［J］．分子催化，2008(01).
浅谈食品工业中产香酵母的应用论文
1引言
产香酵母又名酯酵母，是一类能合成具有芳香气味的酯类物质，如今产香酵母早已不局限于产酯而是在生产过程中能产生让人喜欢闻的香味的各种酵母，香气多为醇类、酯类、酚类、酮类、芳香类等具有挥发性风味的物质，主要的香气类型有：花香型、清香型、果香型等，常被广泛应用于酿造、调味品、功能饮料、无醇饮料、食品等领域的增香。
2产香酵母在农产品中的应用
2．1产香酵母在果酒中的应用
果酒的口感、风味以及质感在果酒发酵酿造生产中起着很重要的作用，尤其是其中的风味是评价果酒优质的一个重要指标。因此果酒增香已成为现今果酒发酵酿造中的一个热门研究课题。果酒品质丰富、种类多样。张大为等从酥梨自然发酵汁中得到了一株不仅糖利用力低而且还可以增加梨酒香味的东方伊莎酵母，并将其作为梨酒生产中的产香菌使用。曹新志等从四川自贡本地梨果中筛选出了一株产香酵母FL－5，产酒精、产酸、产酯能力较好，且发酵周期短。何义从梨果园中分离出一株产香性能好的酿酒酵母Y－5，确立了梨酒酿造工艺，发酵产生的风味明显优于工业菌株ADY，能较好地保留鸭梨的原香味。赵海霞等则从苹果皮中分离出一株孢汉逊酵母属的产香酵母，适合苹果酒酿造，所得苹果酒品质优良，具有苹果酒的典型风味。古其会［5］等从多种成熟的水果皮上分离出一株对病原菌有抑制作用的产酯酵母，可用于番木瓜酒的酿造，经过分子生物学鉴定为梅奇酵母。王雪莹从甜橙果皮上筛选出两株性能优良的酵母S017和F076，其中S017产酯量高达86．75％，而F076发酵过程中产生的萜类物质相对含量比S017高，具有保留原料特殊香气组分的能力。艾方等从柑桔中分离出了两株能够耐受较高的盐、糖浓度的产香酵母，现已用于浓缩果汁和低醇果酒的增香。沈昌从水果、土壤中分离筛选出产香能力较强的酵母N－2，用于紫甘薯发酵酿造，经优化发酵工艺得到了花色苷含量保存多、还原糖浓度低、酒精度高、色泽鲜丽的紫甘薯发酵产品。此外李剑芳从自然发酵猕猴桃汁中分离出一株柠檬形克勒克氏产香酵母E－45，经鉴定为能产醇类、酯类等芳香物质的低发酵力产香酵母，可用于葡萄酒等果酒的增香。自然选育出的产香酵母菌株与工业菌株比较，具有专一性酿造的优势。曹新志等筛选出的产香酵母FL－5与安琪酵母DC－2相比，FL－5酿造的果酒风味更优。袁丽从不同水果中筛选出两株产香酿酒酵母菌GY1、GY2并与安琪酵母相比，GY1、GY2均优于安琪活性酵母。张翠英也从葡萄皮中筛选出一株产香酵母经诱导得到一株在低温条件下仍具有较强的发酵能力，与优良葡萄酒酵母比更具优势。王雪莹分离的S017以果酒干酵母为对照，S017所酿造的甜橙果酒色泽、澄清度、酒香均具备优质果酒的感官品质，在酿造工业中有较好的应用前景。
2．2产香酵母在白酒中的应用
在白酒生产中为了增加酒中的独特风味通常会加入某些化学物品以增加酒的香气，可最终酒中的香气都较为单一。自然酿造的白酒通常会以酒曲窖泥为分离源，筛选耐高温、性能优异、适合白酒增香的产酯酵母，经酿造的白酒经产酯酵母自身合成的风味物质比添加化学物质更多样化，风味更丰富独特，因此越来越多的白酒生产也用产香酵母增香。通常产香酵母的筛选都从大曲发酵的酒液或糟醅中筛选。郭志从泸州老窖窖泥中分离出一株耐受高温的酵母菌，属于异常汉逊酵母属。通过产香条件的响应面优化，得到耐受高温酵母，产生的2－正戊基呋喃、苯乙醇等香气物质，产量比原来浓香型大曲高出约两倍左右。蒲春等从大曲中筛选出一株酶活性高的产香酵母菌并对其功能特性进行测定，产香浓郁，可与其它产酒量高的菌种混合发酵。张春林对大曲发酵液进行了酵母分离，筛选出产香酵母ZY－1和GY－3，通过模拟探索出发酵中产生香气成分的机理，提出了产香酵母是大曲中风味物质形成的重要原因。顾宗珠等从酒曲中筛选出一株产酯量高的酵母，通过正交试验确定最适培养条件，提高白酒品质生产。王晓丹等从贵州某酒厂酒醅中筛出一株产乙酸乙酯的平常假丝酵母、一株产乙酸苯乙酯的毕赤氏酵母。对两株菌进行感官评价和GC－MS检测，结果显示两株酵母即产酒又产香、可将其用于香料和酒类发酵。周世水等从酒曲富集液中筛选出一株Y2－7，发酵后酒精度可达60％、总酯量为2．1g／L，酒液醇香明显。
2．3产香酵母在低醇饮料中的应用
酵母类群中有一类酵母的产酒能力极差、但产酯、产酸、产酮类物质优良，市场对保健品的推行下，各种无醇、低醇饮料出现在生活中，为了此类饮料的广泛应用，满足广大消费人群，工业生产中常用低醇产酯酵母来提高风味。程晨从自然发酵果浆中筛选出发酵速度快且风味好的酵母C7，并将其用于低醇饮料的工艺研究，效果显著。赵晓［20］通过对五株不同来源酵母菌进行生物学特性进行研究，最后筛选出一株适合格瓦斯发酵的酵母菌Y3，可以用于生产具有面包香气的格瓦斯。格瓦斯是以谷物及果蔬为原料经由酵母菌和乳酸菌发酵一种含低度乙醇的饮品，它即具有啤酒的淡爽、香醇的特征，也具有碳酸饮料的清凉爽口特性在。低醇发酵的工艺研究中，孙丙升［21］在新疆，青海，陕西，甘肃四个地采集土壤并进行筛选，最后选出优良的白地霉GS28B和SX71A做为无醇类饮料的生产菌株，根据菌种生理特性，正交试验确定两株菌的最佳工艺组合：温度为24℃，蛋白质含量为1．0g／L，摇床转速为160r／min，GS28B接种量为5．0％，SX71A接种量为2．0％，通过GC－MS测定香气成分为酯类和2－苯乙醇，发酵生产中乙醇含量只有0．02％和0．03％，基本达到了无醇要求，毒理学评定也确定了此类无醇饮料对身体无毒。
2．4产香酵母在调味品中的应用
酵母由于功能各异、长发酵产物丰富，自身理化性质有别，不同环境的酵母会有不同的特性，酵母生存环境分布十分广泛，伴随着酿酒酵母的不断发现，研究者将菌源扩展到食品、调味品等领域，筛选出具有特殊能力的产香酵母，避缺选优的应用于调味品及农产品中。闫美从辣椒酱中筛选出一株耐盐性高达24％的鲁氏产香酵母，主要产具有玫瑰花香的苯乙醇。并与球拟酵母应用于酱油酿造。王刚等从泡菜和豆浆中筛选出一株具有潜在应用价值的产香酵母YG28B、YG28B，与活性干酵母用于发酵面包，风味独特。韩志双等从发酵豆瓣酱中筛选出一株产特殊香味物质、耐盐、发酵力强且产香的异变球拟酵母，在豆瓣酱发酵过程中能增添风味和口感。匡钰从菠萝皮上筛选出一株发酵性能好的酿酒酵母，用于果醋的发酵酿造，所得菠萝果醋具有菠萝的特殊香气，果香爽口。冯杰在对酱油发酵研究中，以一株耐高盐增香酵母菌埃切假丝酵母为研究对象，用浓度为240g／L的氯化钠对菌株进行驯化以提高酵母在酱醪中的适应能力，并通过对发酵工艺的调控，采用两阶段添加法研究了酵母对酱香风味质量的促进，较对照组酵母对主要酱香物质均有所增加，进一步丰富了酱油成分，促进了酱油的风味，提高了酱油的品质。为了提高虾酱的香气和品质，连鑫等从虾酱中分理处一株季氏毕氏产香酵母，该菌产香能力较强，耐盐度达10％，经过驯化可作为虾酱复合发酵剂的菌株使用，用于提高香气度低盐虾酱的发酵。高健等从莴苣中得到一株产香酵母命名为G0901，主要产柠檬烯，相对含量可达20％。较现今柠檬烯生产大多从植物精油中提取，G0901的分离为利用微生物高效生产柠檬烯提供了较好的研究材料。单艺等从传统云南糯米酒中分离出一株产酯能力较强的Y2，通过实验测试，可用于增加酯香味米酒生产中。张世秀等从天然点浆剂酸浆中分离出一株产香性能好的酵母CF610，所产香气浓郁，主要香味物质为苯乙醇。梁辉等从传统腊鱼中分离出两株产香酵母：季也蒙毕赤酵母和平滑假丝酵母，并对两株菌进行理化性质分析，平滑假丝酵母发酵适应性优于季也蒙毕赤酵母，可成为新型肉品发酵剂。
2．5产香酵母在烟叶中的应用
通常多酚等香味前体物质产生的已酸甲酯、苯乙酸甲酯、愈创木酚、异戊醇等挥发性香味物质，对改善烟叶香味品质具有重要的应用价值。张知晓从烟叶中分离出一株产香白地霉13－1，白地霉具有脂肪酶活性，经过线性相关性比较证明脂肪酶是影响白地霉酯类挥发性物的关键因素之一。用白地霉发酵烟叶能显著减低烟叶中还原糖。吕品等从自然陈化的白肋烟叶中分离出产生特殊酸性物质的酵母CB－2，并将其用于香料生产，发酵出的香料具有提高卷烟烟气香气质、降低干燥感和刺激感，柔和了烟气。马海昌也表明利用生香酵母对烟梗发酵液发酵，得到的香料口感以及风味都比枯草芽孢杆菌好。
3产香酵母在酿造中的工艺技术
3．1工艺参数优化
生产中单一的菌株只能提高单方面的风味，而与其它菌株混合运用不仅能很好的利用发酵液中的原料，而且混合发酵时可以产生多种芳香类物质是单一菌种不能合成的。陆振群从优质白酒曲中筛选诱导出一株产乙酸乙酯量多的生香酵母S8，但浓香型白酒的主要香味成分是已酸乙酯，为了获得已酸乙酯，将产酯酵母S8与已酸菌复合培养，能产生大量的已酸乙酯，为浓香型白酒的生产提供了一定的研究意义。丁玉振研究了产香酵母的发酵规律和在醇香果汁生产工艺上的应用。通过实验论证证明低温能有效的控制菌株的发酵进程，低温有利于发酵香气的纯正和圆满，确定在10℃下发酵香气浓郁，将产香酵母与低温发酵工艺结合应用。
3．2共固定化技术
共固定化技术是固定化技术和混合发酵技术基础上发展起来的新技术，将几种细胞同时包埋与同一载体形成稳定的固定化细胞系统。可发挥不同微生物的协同作用。贺江将产酯酵母AS2．300用于多菌种共固定化技术进行苹果醋的酿造，当酵母菌1450、产酯酵母AS2．300、乳酸菌按比例（6∶3∶1）发酵可得到品质良好的苹果醋，相比酵母菌和醋酸菌共固定化颗粒酿造，其发酵性能可以长时间稳定，比酵母菌与醋酸菌共固定化更具优势。同时也避免了液体发酵和固体化技术在品质上的`不足，发酵速率也明显高于文献报道的数据。王克明等［38］在多菌种固定化技术应用于各类发酵的研究中，将红曲霉菌、葡萄酒酵母、产香酵母、嗜酸乳酸菌按比例（3∶2∶2∶1）发酵成苹果酒饮料；将根霉、酿酒酵母、产香酵母按比例（4∶3∶2）发酵成保健红醋，并确定此比例是最佳菌种配量。通过实验得出发酵功能稻米乳饮料的多菌种配比为根霉、酿酒酵母、产香酵母、嗜酸乳酸菌的比例（4∶2∶2∶1）［40］。探讨了苦瓜保健醋中根霉、酿酒酵母、产香酵母、醋酸菌的比例（4∶2∶2∶1）。以酿酒酵母、产香酵母按（4∶1）比例发酵海藻酒、效果显著［42］。以苦瓜为原料，采用固定化酿酒酵母、产香酵母（4∶1）酿造苦瓜酒。
4产香酵母在细胞工程中的应用
随着酿造工艺的发展，饮品的增多，微生物的利用也越来越频繁，从自然界中直接分离的菌株已不适合直接用于工业生产。为了获得更优良的菌株，构建工程菌成了现在的主要手段，在微生物中主要运用诱导育种及原生质体融合技术来获取工业菌种。
4．1原生质体融合技术应用
林小江利用原生质体融合技术将生香酒曲中分离的生香酵母HTE－2和经诱导选育的低甲醇酿酒酵母LM－1进行融合得到PF1。通过生理特性测定，酿酒工艺优化（温度19．07℃、时间5d、糖度17．34％、pH值4．34、接种量2％）使甲醇含量下降，总酯含量提高。以大米、小麦为原料用PF1酒曲可酿造高品质的蒸馏酒。张大为［45］从陕西兴平市梨园里面采样分离出两株酵母，一株酿酒酵母，一株产香酵母，通过原生质体融合技术，将两种菌的优良性状相结合构建基因工程菌。通过理化性质的测定，所融合的酵母具有产酒率高，产香率高的优良酵母，利用中草药代替二氧化硫的作用并与工程菌结合酿造。金磊也从陕西兴平市果园采样筛选出酿酒酵母YDJ05和产香酵母YS03通过原生质体融合技术将YDS05作为亲本菌株X，YS03通过EMS诱变得到一株精氨酸营养缺陷型菌株Y，将XY融合，筛选出一株发酵能力强，产香能力强的双亲优良特性作为适合酿造梨酒的酵母菌株。李锐利从小曲酒的酒曲中分离筛选出高产乙酸乙酯酵母菌株Y1，通过原生质体融合，诱变育种等手段对菌株进行改造得到BY2，稳定性好。并对酵母产酯条件进行了研究，最后将选育的菌株用于清香型小曲白酒酿造，可提高清香型白酒的质量。王林松利用原生质体融合技术以产香优良酵母PF14为融合亲本X，发酵力好的酵母为融合亲本Y进行融合筛选得出具有两种酵母性能的菌株。通过GC－MS对其香气进行鉴定分析，对工程菌株进行了发酵动力学研究，很好的解释和预测了发酵过程中的动态变化。
4．2诱变育种
彭帮柱以酿酒酵母菌株作为诱变出发菌株，利用甲基磺酸乙酯（EMS）进行诱变，得到一株产香的赖氨酸缺陷性突变株，将其作为亲本与发酵力强的酵母进行原生质体融合，通过GC－MS对融合子进行香气成分鉴定，最后筛选出三株产香、发酵能力均强的增香型适合苹果酒酿造的菌株。张翠英以葡萄味分离源，筛选出具有较好产香能力的YU2．28并通过60Coγ射线诱导果酒酵母菌YU2最后选育出耐低温的S15．3。将这两种菌混合发酵后产品比市售的干白葡萄酒品质更佳，对产香酵母发酵的培养基配方进行了研究，最后得出在pH值5．5，添加2％乙醇，0．1％乙酸，培养温度18度，并以玉米粉为基质生长，产香能力强且成本低廉。
5结论与展望
目前，国内对产香酵母已较为全面和广泛的应用，但仍存在有待发展的地方。比如产香酵母菌发酵食品的种类和产量上与发达国家相比还有一定的距离。许多产香酵母的制品还没有形成工业化生产，应最大程度利用产香酵母菌发展产品的优势，研究开发更多的新型品种，使之投放市场。产香酵母分离筛选应用仅仅局限于可以培养的酵母，然而在自然界中可被培养的菌株仅占酵母类群的很小一部分，限制了产香酵母的应用。酵母菌群在发酵过程中不应局限于几种酵母的应用，因多菌群相互作用，可使风味多样化，而在现在的果酒酿造中还是运用单一酵母较多，产香型酵母的研究主要局限在酿造和调味品的应用。还未广泛的应用于其他生活领域；如酵母酶类的应用、产香物质的提取等。在工业生产中大多数都没有根据特殊的菌株去生产具有特异性的产品还是沿用常用的工业菌株，限制了产香酵母的发展。在我国在酿造工艺中技术相对于发达国家还有一些差距，酿造时有害微生物的存在不可避免，而如何避免产香酵母与有害微生物的竞争、如何保证产生的香味物质不被破坏不会挥发方面的研究存在不足。因此，在优良菌株的选育方面需进一步研究以提高产品的产量和品质。产香酵母也是一种重要的单细胞微生物，与人类日常生活和工业应用有这密切的联系。作为酵母的一种也是人类利用最早，应用最广泛，人类直接食用最多的一种微生物。具有发酵，营养强化，增味等功能。当今世界食品发展的潮流是保健食品，即不仅具有食品色香味，而且还具有调节人体生理功能的作用。因此从产香酵母菌发酵食品特点来看，所发酵的食品则属于保健食品，符合时代要求，有强大的生命力和广阔的前景。利用产香酵母开发更多的有利于人体健康的食品，应用高新技术开发酵母在食品上得使用。随着分子生物学、遗传学、基因工程等的发展，从分子水平出发研究产香酵母将会成为研究的主要方向。基因工程菌的建立也会加快产香酵母的应用，在以后各种菌株的应用中，酵母菌群的生态平衡发酵有望成为热门课题。在工业生产中、微生物的发酵生产比化工工业生产相对较环保、产率高、产物副作用小等优势，产香酵母在以后的发展中有望在日用品、农用品、食品、保健品、化妆品等领域广泛应用。
来自加拿大麦克马斯特大学和多伦多大学的研究人员开发出一种很有前景的免疫疗法，可用于治疗一种致命的成人脑癌形式，即胶质母细胞瘤（glioblastoma）。相关研究结果于2020年5月27日在线发表在Cell Stem Cell期刊上。
CAR-T疗法
这种治疗方式是在实验室中改变患者的T细胞（一种血液中的免疫细胞），使其与癌细胞结合并杀死它们。称为嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法。涉及对患者的T细胞进行基因工程改造，以赋予细胞靶向和结合胶质母细胞瘤细胞中称为CD133的特定蛋白质的能力，并消除它们。
当用于人类胶质母细胞瘤小鼠中时，靶向CD133的CAR-T治疗由于降低了肿瘤负担和提高了生存率而被认为是成功的。
CD133在小鼠HSC / HPC上的表达及其对干细胞或祖细胞数量的影响(图源：PNAS )
这项研究的数据促使在加拿大汉密尔顿市成立了一家名为Empirica Therapeutics的脑癌免疫治疗公司。该公司的目标是在2022年之前，针对CD133特异性的CAR-T细胞疗法和其他疗法在复发性胶质母细胞瘤患者中进行临床试验。
该研究的第一作者Parvez Vora表示，胶质母细胞瘤癌症的预后很差，他是麦克马斯特大学教授Sheila Singh的实验室小组成员，Empirica Therapeutics的临床前开发总监。
他说：「在最初确诊后，胶质母细胞瘤患者接受积极的治疗，包括手术切除肿瘤、放疗和化疗。然而，这种癌症在不到7个月内就会复发，从而导致总体中位生存期不到15个月。几乎所有的胶质母细胞瘤都以一种更具侵袭性的复发性肿瘤的形式出现，这种复发性肿瘤没有标准的治疗方法。」
这项研究由麦克马斯特大学的Singh实验室与多伦多大学唐纳利细胞与生物分子研究中心的Jason Moffat实验室合作领导。
Singh辛格实验室已经研究CD133蛋白在脑肿瘤中的作用十多年了。实验室鉴定出该蛋白是癌症干细胞的标志物，具有干胶质母细胞瘤难以治疗的必要特性。
在这项新的研究中，这些研究人员研究了利用前沿的免疫治疗药物对CD133+胶质母细胞瘤进行特异性靶向治疗是否能根除这种肿瘤中最具攻击性的细胞亚群。他们还研究了CD133靶向疗法对正常的、非肿瘤性的人类干细胞—包括造血干细胞和祖细胞—的安全性。
拟定三种治疗方法
研究人员随后设计了三种治疗方法，并在实验室和小鼠中对其进行了测试。
第一种治疗方法是新型人类合成IgG抗体，它可以简单地与胶质母细胞瘤细胞上的CD133蛋白结合并阻止肿瘤的生长。
第二种是双重抗原T细胞接合抗体，它使用患者自身的免疫T细胞消除CD133 +胶质母细胞瘤。
第三种是CAR-T疗法。
Vora表示，团队在研究中发现，与其他两种疗法相比，CAR-T细胞疗法在人类胶质母细胞瘤临床前模型中的活性增强了。与此同时，在人源化小鼠模型中进行的安全性研究解决了对造血的潜在影响，其中造血是人体中导致不同血细胞形成的重要过程。 CD133特异性CAR-T细胞疗法在携带人造血系统的小鼠模型中没有引起任何急性全身毒性。
开发了三种针对CD133 +细胞的免疫疗法(图源：Cell Stem Cell)
实验室未来将积极探索结合CD133特异性CAR-T细胞的组合策略
Rashida Williams是Moffat实验室的一名研究生，他产生了CD133抗体，这种抗体的一部分被用于构建包括CAR-T细胞在内的不同免疫疗法。
Moffat说：「免疫疗法的最新进展为以前无法治疗的癌症患者带来了希望。我们希望我们利用CAR-T细胞疗法特异性地靶向胶质母细胞瘤细胞的方法能给患者带来更好的生活质量，增加他们的生存机会。」
麦克马斯特大学生物化学与生物医学科学副教授Kristin Hope因她构建用于毒性测试的人源化模型的工作而受到赞誉。
这些研究人员接下来正在探索结合CD133特异性CAR-T细胞的组合策略，以完全阻断胶质母细胞瘤的复发。这些研究人员表示，这种类型的治疗方法可能会被证明对其他具有CD133肿瘤起始细胞群体的治疗抵抗性癌症患者有效。
Singh说：「我们希望我们的工作现在能够推动针对这些患者的真正新的和有希望的治疗选择的开发。」
DOI:
Broad研究所和麻省总医院(MGH)于2014年6月12日发表在Science上： Single-cell RNA-seq highlights intratumoral heterogeneity in primary glioblastoma
目前将胶质母细胞瘤分为4个亚型，在单细胞水平对不同分型的脑胶质瘤细胞进行瘤内异质性检测是本文的重点。
这是第一次对获取胶质母细胞瘤中的单个细胞展开大规模的研究 ，当时单细胞转录组还是相对较新的办法。利用流式细胞术的方法，对来自5位患者的脑胶质瘤细胞进行分选，检测了430个细胞的基因表达模式，揭示了：每个胶质母细胞瘤都包含来自多种癌症亚型的细胞，肿瘤之间这些细胞的分布各不相同。
doi: .
Broad研究所于2016年4月8日在Science上发表： Dissecting the multicellular ecosystem of metastatic melanoma by single-cell RNA-seq
对19名黑色素瘤病人的单细胞样本进行测序，共计4645个不同的肿瘤细胞；类型包括了恶性肿瘤细胞，免疫细胞，间质细胞和内皮细胞。发现：在同种肿瘤中的恶性细胞，其转录的异质性与细胞周期，空间分布和抗药性相关。单细胞转录组表达矩阵：GSE72056
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2017年12月发表在CELL杂志上，题目是： Single-Cell Transcriptomic Analysis of Primary and Metastatic Tumor Ecosystems in Head and Neck Cancer 。通讯作者为Itay Tirosh 、Derrick T. Lin 、 Aviv Regev 、Bradley E. Bernstein
HNSCC 头颈部鳞状细胞癌是最常见的十大癌症之一，是一种与酒精和烟草暴露密切相关的具有异质性的上皮肿瘤，患者往往在晚期出现的淋巴结转移（LN)。实验使用 Smart-seq2 方法得到了：研究者对 18个头颈部鳞癌（HNSCC）患者（ 其中包含5对原发性肿瘤和淋巴结节转移配对样本）中分离得到的 6000个单细胞 进行大规模scRNA-seq分析【数据公布在 GSE103322】。实验验证用的是细胞系 Oral cavity HNSCC cell lines (Cal-27, SCC9, SCC4, SCC25, and JHU-006; all derived from male patients) 做了RNA-seq 数据。 创造了头颈部肿瘤的第一个细胞图谱，揭示了头颈部肿瘤及其转移的许多不同类型的细胞。
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美国麻省总院和Broad研究所合作，于2017年3月31日发表在Science上： Decoupling genetics, lineages, and microenvironment in IDH-mutant gliomas by single-cell RNA-seq
对 10例星形胶质瘤 样本中的9800个细胞和 6例少突胶质瘤 样本中的4300个细胞进行了单细胞RNA测序。再结合癌症基因组Atlas中的165例转录组数据。两种肿瘤都含有3种癌症细胞：非增殖性细胞（nonproliferating cells）、类神经干细胞（resemble neural stem）和祖细胞（progenitor cells）。结果表明两种脑肿瘤亚型起源于神经祖细胞的相同类型，由基因突变模式和其微环境的组成分而区分开。结果重新定义了两种密切相关胶质瘤的细胞组成，它们是以IDH基因突变为特征的星形细胞瘤和少突胶质细胞瘤。
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美国国家癌症中心Zheng H, Pomyen Y, Hernandez M O等于2018年7月发表在Hepatology上： Single‐cell analysis reveals cancer stem cell heterogeneity in hepatocellular carcinoma
肝细胞癌（HCC，hepatocellularcarcinoma）的肿瘤内分子异质性部分归因于肝癌干细胞（CSC，hepatic cancer stem cells）的存在。研究人员在 单细胞水平 （10X Chromium、SMART-seq）上 整合转录组学和功能分析 用以评估CSC的异质性程度。结果表明， CSC在单细胞水平上的表型、功能和转录均存在异质性，不同的CSC亚群具有不同的分子特征 。而且不同CSC亚群内的不同基因与HCC预后相关，并且彼此相互独立，表明 CSC异质性影响肿瘤内异质性和肿瘤进展 。
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2018年8月英国剑桥大学、桑格研究所等在Science上发表： Single-cell transcriptomes from human kidneys reveal the cellular identity of renal tumors
探究了来自胎儿、儿童和成人肾脏的 72,501 个人肾肿瘤和正常组织的单细胞转录组，将儿童期Wilms肿瘤与特定的胎儿细胞类型相匹配，从而为Wilms肿瘤细胞是异常胎儿细胞的假设提供证据。在成人肾细胞癌中，对肿瘤组成的分析定义了癌症相关的正常细胞，并描绘了复杂的血管内皮生长因子（VEGF）信号转导通路。结果揭示了人类肾脏肿瘤的确切细胞特征和组成。
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2019年8月发表在nature上： A human liver cell atlas reveals heterogeneity and epithelial progenitors.
对来自9个人类捐赠者的正常肝脏组织内约10,000个单细胞进行了RNA测序,并构建了人类肝细胞图谱。首次揭示了未知的内皮细胞、Kupffer细胞和肝细胞的亚型，并对其中一些群体进行了转录区划分。证实了EPCAM+ 种群是异质的。EPCAM+ 种群包括肝细胞偏置种群、胆囊素种群以及具有强大双能性肝脏类器官转化潜力的TROP2int 祖细胞群体。单细胞转录组表达矩阵，数据公布在 GSE124395
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哈佛医学院、博得研究所2019年8月8日 发表在cell上，题目是： An Integrative Model of Cellular States, Plasticity, and Genetics for Glioblastoma.
采用了包括 28个肿瘤的单细胞RNA测序 、 401个肿瘤基因组图谱(TCGA) 标本的大量遗传和表达分析、功能方法和单细胞谱系追踪的整合方法获得了胶质母细胞瘤细胞状态和遗传多样性的统一模型。发现胶质母细胞瘤中的恶性细胞 以四种主要的细胞状态存在 ，这些细胞状态概括了不同的神经细胞类型，受肿瘤微环境的影响。胶质母细胞瘤不同状态下细胞的相对频率不同，受CDK 4、EGFR和PDGFRA基因拷贝数扩增和NF1位点突变的影响。作者整合了胶质母细胞瘤恶性细胞程序，其可塑性以及其通过遗传驱动因素的调节，为胶质母细胞瘤研究提供了一个模型。
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2019年7月13日冷泉港实验室发表在Cancer Discov： Cross-species single-cell analysis of pancreatic ductal adenocarcinoma reveals antigen-presenting cancer-associated fibroblasts
癌症相关的成纤维细胞(CAFs)是胰腺导管腺癌(PDAC)进展和耐药的主要因素。文章对人和小鼠使用单细胞RNA测序（scRNA-seq）将CAFs分为三个不同的亚群（myCAFs、iCAFs、apCAFs），确定每个亚群的特定功能和特征。证实了肌纤维母细胞CAFs(myCAFs)和炎症性CAFs(iCAFs)的存在，并定义了它们在体内的独特基因特征。描述了一种表达MHCⅡ类基因和CD 74基因、但不表达经典的共刺激分子的新的CAFs（抗原呈递CAFs），在模型系统中以抗原特异性方式激活CD4 + T细胞，证实了它们被推测的免疫调节能力。
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Chinese Academy of Medical Science & Peking Union Medical College于2019年7月4日发表在Cell Research： Single-cell RNA-seq highlights intra-tumoral heterogeneity and malignant progression in pancreatic ductal adenocarcinoma
使用10× scRNA技术测序：【Case】 24例胰腺导管腺癌 （PDAC）（41986个细胞）；【Control】 胆管肿瘤和十二指肠肿瘤共3例，8例非恶性胰腺肿瘤患者 （15444个细胞），揭示了导管腺癌肿瘤微环境图谱特征；比较了实验组和对照组之间以及不同细胞类型之间细胞CNV水平的差异，发现相对于1型导管来说，2型导管是恶化程度较高的导管细胞；另外对两种导管细胞的marker进行免疫组化，发现通过单细胞测序鉴定出的marker基因可以作为临床中导管腺癌进程的分子标志物；伴随着导管的恶性化进程，导管高表达细胞增殖和细胞迁移相关的基因；基于上述挖掘到的恶性导管细胞的marker基因，作者进行TCGA数据挖掘，将178个PAAD病人分为4种类型；通过不同的靶点抑制剂作用实验发现CDK1可以作为一个比较好的潜在治疗靶点；增殖性导管细胞伴随着T细胞活化的缺失预示着较差的预后
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美国圣犹大儿童研究医院和麻省总医院于2019年7月25日在Nature上发表： Resolving medulloblastoma cellular architechture by single-cell genomics 。
髓母细胞瘤是最为常见的恶性儿童脑瘤。2012年，国际上将髓母细胞瘤分为4种分子亚型：WNT型、SHH型、三型和四型。WNT和SHH的肿瘤也有较为确定的细胞起源，但是三型和四型的细胞起源却仍是个未知之谜。从目前的存活率来看，WNT亚型患者存活期较长，而三型和四型的存活期却明显偏短。通过将肿瘤细胞和发表的成熟脑细胞单细胞图谱进行比较，作者发现SHH型肿瘤和其已知的起源细胞，小脑颗粒神经祖细胞（GNP ）最为类似，而四型肿瘤和单极刷细胞（UBC）最为类似。
单细胞转录组测序技术检测了25个儿童髓母细胞瘤样品。 发现三型和四型的主要差异在于不同类型的细胞比例，并通过计算推测出三型和四型肿瘤的可能起源和致癌通路。
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美国杜克大学医学院的Jason W. Locasale、Ziwei Dai和Zhengtao Xiao于2019年8月21日发表在Nature Communications上： Metabolic landscape of the tumor microenvironment at single cell resolution
分析了来自两种代表性人类肿瘤的 9000多个单细胞 的代谢基因表达谱，包括 黑色素瘤和头颈癌 ，然后为评估该研究中单个肿瘤细胞的转录组图谱是否与常用组织样本的转录组图谱一致，研究人员将测序数据 与来自TCGA的RNA-seq数据进行了比较 。研究发现，该单细胞RNA-seq研究中的肿瘤样本与TCGA中的肿瘤样本大致相当。
首次在单细胞水平解析了肿瘤微环境中的细胞代谢基因表达谱，揭示了肿瘤代谢异质性在单细胞和组织水平上的显著差异 。在肿瘤微环境中， 不同患者来源的肿瘤细胞拥有不同的代谢基因表达特征，但不同类型非肿瘤细胞的代谢基因表达并不受患者来源的影响 ，且不同细胞类型具有各自独特的基因表达特征。
主要研究了剪接体和RNA剪接的分子机理。白蕊是世界上唯一一个捕获全部类型剪接体团队的核心人员，她曾凭借自己的学习和研究发了6篇Science，还有3篇Cell，含金量满满的顶刊论文真令人佩服。
这些论文主要是研究科学的起源，还有宇宙的奥秘，人类的进步，还有一些生物的基因等等。
激光扫描共聚焦显微镜系统及其在细胞生物学中的应用》 摘要激光扫描共聚焦显微镜是近十年发展起来的医学图象分析仪器，现已广泛应用于荧光定量测量、共焦图象分析、三维图象重建、活细胞动力学参数监测和胞间通讯研究等方面。其性能为普遍光学显微镜质的飞跃，是电子显微镜的一个补充。本文以美国Meridian公司的ACASULTIMA312为例简要介绍了激光扫描共聚显微镜系统的结构，功能和生物学应用前景。 关键词; 激光；共聚焦显微镜；粘附细胞分析与筛选（ACAS） TheLaserScanningConfocalMicroscopySystemanditsBiologicalApplications ChenYaowen,LinJielong,LaiXiaoying,MeiPinchao () AhstractTheLaserScanningConfocalMicroscopyisanewmedicalimageanalysisinstrument,(MeridianCo,USA)istakenasanexampletointroducetheprincipleofconfocalmicroscopy,itsfunetionsandbiologicalapplications. KeywordsLaserConfocalMicroscopyAdherentCellAnalysisandsorting(ACSA) 激光扫描共聚焦显微镜（LaserscanningConfocalMicroscopy，简称LSCM）是近代生物医学图象仪器的最重要发展之一，它是在荧光显微镜成象的基础上加装激光扫描装置，使用紫外光或可见光激发荧光探针，利用计算机进行图象处理，从而得到细胞或组织内部微细结构的荧光图象，以及在亚细胞水平上观察诸如Ca2+、pH值、膜电位等生理信号及细胞形态的变化。已广泛应用于细胞生物学、生理学、病理学、解剖学、胚胎学、免疫学和神经生物学等领域[1、2、3]，对生物样品进行定性、定量、定时和定位研究具有很大的优越性，为这些领域新一代强有力的研究工具。 创建于1983年的美国Meridian公司，在90年代推出的“激光扫描共聚焦显微镜”这一项具有划时代的义意的高科技产品，曾获得美国“政府新产品奖”和两次“高科技领先技术奖”，它能达到每秒120幅画面的高速扫描激光共聚焦观察，可提供实时，真彩色的激光共聚焦原色图象。我院最近引起的ACASuLTIMA312是Meridian公司最新的高科技产品，为同类仪器中档次最高、功能最全的精密仪器。现以该仪器为例介绍激光扫描共聚焦显微镜系统及其在细胞生物学中的应用。 1、激光扫描共聚焦显微镜成像原理及组成 有关共聚焦显微镜的某些技术原理，早在1957年就已提出，二十年后由Brandengoff在高数值孔径透镜装置上改装成功具有高清晰度的共聚焦显微镜[5]，1985年WijnaendtsVanResandt发表了第一篇有关激光扫描共聚焦显微镜在生物学中应用的文章，到了1987年，才发展成现在通常意义上的第一代激光扫描共聚焦显微镜。 激光扫描共聚焦显微镜成像原理如图1所示，激光器发出的激光束经过扩束透镜和光束整形镜，变成一束直径较大的平行光束，长通分色反射镜使光束偏转90度，经过物镜会聚在物镜的焦点上，样品中的荧光物质在激光的激发下发射沿各个方向的荧光，一部分荧光经过物镜、长通分色反射镜、聚焦透镜、会聚在聚焦物镜的焦点处，再通过焦点处的针孔，由检测器接收。 从图1中可以看出，只有在物镜的焦平面上发出的荧光才够到达检测器，其它位置发出的光均不能过针孔。由于物镜和会聚透镜的焦点在同一光轴上，因而称这种方式成像的显微镜为共聚焦显微镜为共聚显微镜。在成像过程中针孔起着关键作用，针孔直径的大小不仅决定是以共聚焦扫描方式成像还是以普遍学显微镜扫描方式成像，而且对图像的对比度和分辨率有重要的影响。 ACASULTIMa312采用快速镜扫描或台阶扫描对样品逐点扫描成像，由于样品中不同的扫描点始终在物镜和会聚透镜的光轴上，因而它以相同的信噪比扫描整个样品，扫描精度达μm，扫描面积最大的为10cm×8cm，当激光逐点扫描样品时，针孔后的光电倍增管也逐点获得对应光点的共聚焦图像，并将之转化为数字信号传输至计算机，最终在屏幕上聚合成清晰的整个焦平面的共聚聚焦图像。一个微动步进马达控制栽物台的升降，使焦平面依次位于标本的不同层面上，可以逐层获得标本相应的光学横断面的图像。这称为“光学切片”。再利用计算机的图像处理及三维重建软件。可以得到高清晰度来表现标本的外形剖面，十分灵活、直观地进行形态学观察。 2、激光扫描共聚焦显微镜硬件和软件系统 硬件及参数指标 激光光源：氩离子激光（50mW的紫外光、999mW的可见光），能同时/顺序/分别输出紫外光和可见光，激发波长为351-364nm；488nm；514nm。 计算机系统：80586/133MHzPCI/80MBRAM/2000MBSCSI硬盘/150MBBernoulli盘驱动器/17’’大屏幕显示器。 共聚焦系统：计算机自动控制光路准调节；计算机控制孔径校准；计算机调节孔径大小；自动Z轴调节（最小μm）。 光学探测系统：3个测窗式PMT采集荧光；1个CCD系统；12位的高速A/D转换器。 图像分辨率：图像大小1535×1535；像素最小距离：μm；灰度为4096级。 扫描方式：快速镜扫描DualScan台阶扫描；扫描精度μm；扫描面积最大为10cm×8cm；扫描平面：XY和XZ和独特点、线、面扫描。激光扫描共聚焦显微镜软件系统 ACASULTIMa312系统采用独特设计的软件将激光细胞仪与先进的计算机技术结合，产生快速、高效、灵活的操作系统，完备的数据采集、分析与管理功能。基于生物医学研究有如下的软件。 ImageAnalyze—对于单色、比色和三色标记的二维荧光图像的定量分析，可产生透射光图像重叠，同时AutoImage可多个区域的自动扫描和荧光定量，以及相同区域的时间顺序扫描。 RatioAnalysis和Kinetics—测定细胞内的离子变化，可有点扫描、线扫描及图像扫描三种测定形式，以监测各种速率的生物反应。 Cell–CellCommunicationandFRAP-相邻细胞的FRAP分析。该软件首先用可光淬灭特异的细胞荧光，然后在多个时间点扫描，此扫描可对单一区域或细胞的多个选择区域，可产生透射光图像并与其它图像重叠。 CellList—储存被选择细胞的位置，即可自动对较大样品进行扫描，又可产生较小样品特异部位的网络位置表，以进行自动的测量、筛选和重复测定。 CellSorting—ACAS具备如下四种分选方式： AblationSort:预选定义一个荧光阈值，然后对特定细胞杀伤。②CookieCutterSort在用户定义的中心点四周切割Cookies。③QuickSort：对已定义的细胞表列，用Ablation或CookieCutter作分选。④ManualSort：直接使用鼠标控制载物台位置及激光脉冲，并杀灭和分选细胞，进行细胞显微外科，染色体切割和光隐阱等操作。 ConfocalImaging—共聚焦分析，可实现Z轴定量，三维立体图像分析（包括SFP模拟荧光处理法，DP深度投影法和SP文体投影法），以及视点移动动画。 3激光扫描共聚焦显微镜在细胞生物学中的应用 定量荧光测量 ACAS可进行重复性极佳的低光探测及活细胞荧光定量分析。利用这一功能既可对单个细胞或细胞群的溶酶体，线粒体、DNA、RNA和受体分子含量、成份及分布进行定性及定量测定，还可测定诸如膜电位和配体结合等生化反应程度。此外，还适用于高灵敏度快速的免疫荧光测定，这种定量可以准确监测抗原表达，细胞结合和杀伤及定量的形态学特性，以揭示诸如肿瘤相关抗原表达的准确定位及定量信息。 定量共聚焦图像分析 借助于ACAS激光共焦系统，可以获得生物样品高反差、高分辨率、高灵敏度的二维图像。可得到完整活的或固定的细胞及组织的系列及光切片，从而得到各层面的信息，三维重建后可以揭示亚细胞结构的空间关系。能测定细胞光学切片的物理、生物化学特性的变化，如DNA含量、RNA含量、分子扩散、胞内离子等，亦可以对这些动态变化进行准确的定性、定量、定时及定位分析。 三维重组分析生物结构 ACAS使用SFP进行三维图像重组，SFP将各光学切片的数据组合成一个真实的三维图像，并可从任意角度观察，也可以借助改变照明角度来突出其特征，产生更生动逼真的三维效果。 动态荧光测定 Ca2+、pH及其它细胞内离子测定，利用ACAS能迅速对样品的点，线或二维图像扫描，测量单次、多次单色、双发射和三发射光比率，使用诸如Indo-1、BCECF、Fluo-3等多种荧光探针对各种离子作定量分析。可以直接得到大分子的扩散速率，能定量测定细胞溶液中Ca2+对肿瘤启动因子、生长因子及各种激素等刺激的反应，以及使用双荧光探针Fluo-3和CNARF进行Ca2+和pH的同时测定。 荧光光漂白恢复（FRAP）--活细胞的动力学参数 荧光光漂白恢复技术借助高强度脉冲式激光照射细胞某一区域，从而造成该区域荧光分子的光淬灭，该区域周围的非淬灭荧光分子将以一定速率向受照区域扩散，可通过低强度激光扫描探测此扩散速率。通过ACAS可直接测量分子扩散率、恢复速度，并由此而揭示细胞结构及相关的机制。 胞间通讯研究 动物细胞中由缝隙连接介导的胞间通讯被认为在细胞增殖和分化中起非常重要的作用。ACAS可用于测定相邻植物和动物细胞之间细胞间通讯，测量由细胞缝隙连接介导的分子转移，研究肿瘤启动因子和生长因子对缝隙连接介导的胞间通讯的抑制作用，以及胞内Ca2+,PH和cAMP水平对缝隙连接的调节作用。 细胞膜流动性测定 ACAS设计了专用的软件用于对细胞膜流动性进行定量和定性分析。荧光膜探针受到极化光线激发后，其发射光极性依赖于荧光分子的旋转，而这种有序的运动自由度依赖于荧光分子周围的膜流动性，因此极性测量间接反映细胞膜流动性。这种膜流动性测定在膜的磷脂酸组成分析、药物效应和作用位点，温度反应测定和物种比较等方面有重要作用。 笼锁—解笼锁测定 许多重要的生活物质都有其笼锁化合物，在处于笼锁状态时，其功能被封闭，而一旦被特异波长的瞬间光照射后，光活化解笼锁，使其恢复原有活性和功能，在细胞的增值、分化等生物代谢过程中发挥功能。利用ACAS可以人为控制这种瞬间光的照射波长和时间，从而达到人为控制多种生物活性产物和其它化合物在生物代谢中发挥功能的时间和空间作用。 粘附细胞分选 ACAS是目前唯一能对粘附细胞进行分离筛选的分析细胞学仪器，它对培养皿底的粘附细胞有两种分选方法：（1）Coolie-CutterTM法，它是Meidian公司专利技术，首先将细胞贴壁培养在特制培养皿上，然后用高能量激光的欲选细胞四周切割成八角形几何形状，而非选择细胞则因在八角形之外而被去除，该分选方式特别适用于选择数量较少诸如突变细胞、转移细胞和杂交瘤细胞，即使百万分之一机率的也非常理想。（2）激光消除法，该方法亦基于细胞形态及荧光特性，用高能量激光自动杀灭不需要的细胞，留下完整活细胞亚群继续培养，此方法特别适于对数量较多细胞的选择。 细胞激光显微外科及光陷阱技术 借助ACAS可将激光当作“光子刀”使用，借此来完成诸如细胞膜瞬间穿孔、切除线粒体、溶酶体等细胞器、染色体切割、神经元突起切除等一系列细胞外科手术。通过ACAS光陷阱操作来移动细胞的微小颗粒和结构，该新技术广泛用于染色体、细胞器及细胞骨架的移动。 4、结语 激光扫描共聚焦显微镜是近十年发展起来的医学图像分析仪器，与传统的光学显微镜相比，大大地提高了分辨率，能得到真正具有三维清晰度的原色图象。并可探测某些低对比度或弱荧光样品，通过目镜直接观察各种生物样品的弱自发荧光。能动态测量Ca2+、pH值，Na1+、Mg2+等影响细胞代谢的各种生理指标[9]，对细胞动力学研究有着重要的意义。同时激光扫描共聚显微镜可以处理活的标本，不会对标本造成物理化学特性的破坏，更接近细胞生活状态参数测定。可见激光扫描共聚焦显微镜是普遍显微镜上的质的飞跃，是电子显微镜的一个补充，现已广泛用于荧光定量测量，共焦图像分析，三维图像重建、活细胞动力学参数分析和胞间通讯研究等方面，在整个细胞生物学研究领域有着广阔的应用前景。
yeast以糖类、淀粉和其它工农业副产物为原料，用发酵培养法生产的微生物制品。是酵母菌的简称。酵母是人类直接食用量最大的一种微生物。 1986年，全世界面包酵母的年产量为180万吨 (以30％固形物计)。酵母菌体含有丰富的蛋白质、脂肪、糖分和B族维生素等,以及酶、辅酶、核糖核酸、甾醇和一些新陈代谢的中间产物。有些酵母菌如酿酒酵母在嫌气条件下具有将糖转化为乙醇和二氧化碳的能力。发展简史 公元前2300年，人类就开始利用含酵母的“老酵”制作面包。从埃及塞倍斯(Thebes)地区出土的面包房和酿酒房的残余模型看，早在公元前2000 年人类就已较好地利用酵母制作发酵食品和酿酒。公元前13世纪，面包焙烤的技术从埃及传到地中海和其它地区。1680年 列文虎克用显微镜从一滴啤酒中发现酵母细胞，不久，人类就开始有意识地利用酵母（啤酒酵母泥）发面。酵母的重要性逐渐引起工业界的注意。19世纪中期，欧洲工业革命产生了大量人口密集地区，要求工业界大规模的生产面包酵母以满足生产面包的需要。1846年，奥地利人 M.马克霍夫在维也纳建立世界上第一个酵母厂。该厂以粮食为原料,采用温和的通风培养法同时得到酵母和酒精，此法被称为“维也纳法”。因为是采用压榨机将 酵母从培养液中分离出来，所以产品称为“压榨酵母”。1876年，法国人L.巴斯德关于空气中的氧能促进酵母繁殖理论的发表，为大规模通风培养生产酵母奠定了基础。20世纪初期，由于酵母离心机的问世，丹麦和德国开始采用楚劳夫(Zulauf)法生产酵母，即将糖液缓慢地流入通风的发酵液内，俗称“流加培 养法”、“批式培养法”。楚劳夫法产品得率高，原料消耗低，过程易于控制，一直沿用至今，并不断得到改进和完善。20世纪20年代起，酵母生产用原料扩大 到使用糖蜜、木材水解液、亚硫酸纸浆废液和糖蜜酒精糟液等。60年代，以石油、煤炭和天然气等碳氢化合物及其二次加工产品（如醋酸、乙醇和甲醇等）为原料的工厂相继建立，改变了长期以来人们利用碳水化合物为原料的传统。第一次世界大战爆发不久，德国开始研究用现代化方法生产酵母，以解决粮食缺乏和生产成本高的问题。至此，生产的实践和科学的发展为活性干酵母的生产提供了条件。第二次世界大战的爆发客观上推动了酵母生产的发展。由于压榨酵母含水量高，易于腐败，需要冷藏车运输等因素，不能满足战时特 殊环境的要求，导致活性干酵母的大规模生产。1945年，美国和欧洲一些军事机构、工厂共生产 400多万磅活性干酵母供战时急需。活性干酵母除主要供应面包和糕点等焙烤行业外，已扩大到在酿酒主要是葡萄酒和其它果酒酿造中应用。由于遗传工程和干燥技术的发展，一种新型的、高发酵力的、可直接与面粉混合使用制成面团的快速活性干酵母在60年代末问世，由荷兰古斯特公司首先开发和生产。中国的酵母生产始于1922年。1949年以前只有上海大华利卫生食料厂和上海新亚酵素厂生产面包酵母，年产量仅为12t（以干酵 母计）。50年代,中国的酵母生产有了较大的发展，建立了数十家生产厂，并形成了独立的工业体系，80年代初，酵母生产厂已迅速增加到40多家。广东省酵 母生产居全国首位,到1988年,已建成年产2kt快速活性干酵母工厂两家。此外,江苏、河南等地建成利用味精废液、酒精废液等生产饲料酵母的工厂，年产量为 100～500t。面包酵母的种类已由单一的压榨酵母增加了活性干酵母、快速活性干酵母。食用酵母、药用醇母和饲料酵母的生产也有不同程度的发展。 1985年，中国酵母总产量已达11kt，其中面包酵母为5kt左右。世界酵母生产正向大型化和自动化方向发展，生产过程已由计算机控制，劳动生产率高，如丹麦酒精公司酵母厂平均每人每年生产200t 压榨酵母。面包酵母产量较大的有荷兰吉斯特公司，年产量为200kt,其中一半加工成快速活性干酵母出口；法国勒沙夫公司为150kt;美国环球食品公司 为120kt。产品种类 酵母产品有几种分类方法。以人类食用和作动物饲料的不同目的可分成食用酵母和饲料酵母。食用酵母中又分成面包酵母、食品酵母和药用酵母等。面包酵母 又分压榨酵母、活性干酵母和快速活性干酵母。①压榨酵母：采用酿酒酵母生产的含水分70～73％的块状产品。呈淡黄色,具有紧密的结构且易粉碎,有强的发面能力。在4℃可保藏1个 月左右，在0℃能保藏2～3个月。产品最初是用板框压滤机将离心后的酵母乳压榨脱水得到的，因而被称为压榨酵母，俗称鲜酵母。发面时，其用量为面粉量的 1～2％,发面温度为28～30℃,发面时间随酵母用量、发面温度和面团含糖量等因素而异，一般为1～3小时。②活性干酵母:采用酿酒酵母生产的含水分8％左右、颗粒状、具有发面能力的干酵母产品。采用具有耐干燥能力、发酵力稳定的醇母经培养得到鲜酵母，再经挤压成型和干燥而制成。发酵效果与压榨酵母相近。产品用真空或充惰性气体（如氮气或二氧化碳）的铝箔袋或金属罐包装，货架寿命为半年到 1年。与压榨酵母相比,它具有保藏期长，不需低温保藏，运输和使用方便等优点。③快速活性干酵母：一种新型的具有快速高效发酵力的细小颗粒状（直径小于1mm）产品。水分含量为4～6％。它是在活性干酵母的基 础上,采用遗传工程技术获得高度耐干燥的酿酒酵母菌株，经特殊的营养配比和严格的增殖培养条件以及采用流化床干燥设备干燥而得。与活性干酵母相同,采用真 空或充惰气体保藏,货架寿命为1年以上。与活性干酵母相比,颗粒较小,发酵力高,使用时不需先水化而可直接与面粉混合加水制成面团发酵，在短时间内发酵完毕即可焙烤成食品。该产品在本世纪70年代才在市场上出现，深受消费者的欢迎。食品酵母 不具有发酵力的繁殖能力，供人类食用的干酵母粉或颗粒状产品。它可通过回收啤酒厂的酵母泥、或为了人类营养的要求专门培养并干燥而得。美国、日本及欧洲一些国家在普通的粮食制品如面包、蛋糕、饼干和烤饼中掺入 5％左右的食用酵母粉以提高食品的营养价值。酵母自溶物可作为肉类、果酱、汤类、奶酪、面包类食品、蔬菜及调味料的添加剂；在婴儿食品、健康食品中作为食品营养强化剂。由酵母自溶浸出物制得的5′-核苷酸与味精配合可作为强化食品风味的添加剂（见核苷酸类调味料）。从酵母中提取的浓缩转化酶用作方蛋夹心巧克力的液化剂。从以乳清为原料生产的酵母中提取的乳糖酶，可用于牛奶加工以增加甜度，防止乳清浓缩液中乳糖的结晶，适应不耐乳糖症的消费者的需要。药用酵母 制造方法和性质与食品酵母相同。由于它含有丰富的蛋白质、维生素和酶等生理活性物质，医药上将其制成酵母片如食母生片，用于治疗因不合理的饮食引起的消化不良症。体质衰弱的人服用后能起到一定程度的调整新陈代谢机能的作用。在酵母培养过程中，如添加一些特殊的元素制成含硒、铬等微量元素的酵母，对一些疾 病具有一定的疗效。如含硒酵母用于治疗克山病和大骨节病，并有一定防止细胞衰老的作用；含铬酵母可用于治疗糖尿病等。饲料酵母 通常用假丝酵母或脆壁克鲁维酵母经培养、干燥制成。是不具有发酵力,细胞呈死亡状态的粉末状或颗粒状产品。它含有丰富的蛋白质(30～40％左右)、B 族维生素、氨基酸等物质,广泛用作动物饲料的蛋白质补充物。它能促进动物的生长发育，缩短饲养期，增加肉量和蛋量，改良肉质和提高瘦肉率，改善皮毛的光泽度，并能增强幼禽畜的抗病能力。产品质量 面包酵母的主要质量指针是发酵力，即在一定时间、温度和一定种类的面团中发酵排出的二氧化碳量（以ml数表示）。目前世界上通用的测定方法为黑达克面团 法。美国、西欧国家和中国等采用此法。苏联采用面团发酵后增加的体积量计算酵母的发酵力。罗马尼亚采用将面团沉入水中，计算面团浮到水面所需的时间计算酵母的发酵力。由于各酵母厂采用的测定条件如温度、时间、酵母用量、面团种类不同，尚没有统一的国际标准。一般发酵力的范围为500～1200,数值越大表 明酵母的发酵力越高，产品质量越好。食品酵母和药用酵母主要以蛋白质和 B族维生素含量为标准。饲料酵母主要以蛋白质含量为分级标准。生理酵母营专性或兼性好氧生活，目前未知专性厌氧的酵母。在缺乏氧气时，发酵型的酵母通过将糖类转化成为二氧化碳和乙醇来获取能量。C6H12O6 （葡萄糖） →2C2H5OH + 2CO2在酿酒过程中，乙醇被保留下来；在烤面包或蒸馒头的过程中，二氧化碳将面团发起，而酒精则挥发。生殖酵母可以通过出芽进行无性生殖，也可以通过形成子囊孢子进行有性生殖。无性生殖即在环境条件适合时，从母细胞上长出一个芽，逐渐长到成熟大小后与母体分离。在营养状况不好时，一些可进行有性生殖的酵母会形成孢子，在条件适合时再萌发。一些酵母，如假丝酵母（或称念珠菌，Candida）不能进行无性繁殖。生产方法利用发酵工业中常用的通风流加培养法，将琼脂斜面试管内的纯种酵母经过数次逐级扩大增殖培养，再在发酵罐内增殖培养后，经过离心分离、压榨和干燥得到酵母产品。下图表示以糖蜜为原料生产面包酵母的流程。分离多数酵母可以分离于富含糖类的环境中，比如一些水果（葡萄、苹果、桃等）或者植物分泌物（如仙人掌的汁）。一些酵母在昆虫体内生活。用途最常提到的酵母酿酒酵母（也称面包酵母）(Saccharomyces cerevisiae)，自从几千年前人类就用其发酵面包和酒类，在酦酵面包和馒头的过程中面团中会放出二氧化碳。在医药工业中，酵母及其制品用于治疗某些消化不良症，并能提高和调整人体的新陈代谢机能。因此，药用酵母的生产在酵母工业中占有重要的地位。因酵母属于简单的单细胞真核生物，易于培养，且生长迅速，被广泛用于现代生物学研究中。如酿酒酵母作为重要的模式生物，也是遗传学和分子生物学的重要研究材料。危害有些酵母菌对生物或用具是有害的，例如红酵母(Rhodotorula)会生长在浴帘等潮湿的家具上；白色假丝酵母（或称白色念珠菌）(Candida albicans)会生长在阴道衬壁等湿润的人类上皮组织。酵母菌在畜牧业中，酵母广泛用作精饲料以增加饲料中的蛋白质含量,对提高禽畜的出肉率、产蛋率和产乳率,对肉质的改良和毛皮质量的提高均有明显的效果。①菌种：用于生产面包酵母的菌种为酿酒酵母。用于生产食品酵母和药用酵母的菌种有酿酒酵母和葡萄汁酵母。用于生产饲料酵母的菌种有产朊假丝酵母和脆壁克鲁维酵母，后者也可用于生产食用酵母和用于制备酵母自溶物等产品。②原料：主要是甜菜糖蜜（见甜菜制糖）、甘蔗糖蜜（见甘蔗制糖）和粮食原料。甜菜糖蜜含糖量高（还原糖50％左右），生产出的酵母颜色较浅。由于其含有不能被酵母利用的甜菜碱，因此酵母废水中的生物需氧量(BOD)较 高。甘蔗糖蜜的含糖量稍低于甜菜糖蜜,酵母生长时必需的生物素含量较高，灰分含量也较高。生产酵母时，如能采用80％甜菜糖蜜和20％甘蔗糖蜜，得到的酵 母无论在质量上还是数量上都比较好。但不论何种糖蜜都含有妨害酵母生长和繁殖、影响最终产品质量的杂质，必须经过处理才能用于生产。常用的处理方法有硫酸或磷酸加热处理澄清法。糖蜜稀释后，加少量酸并升温到90～100℃，在该温度下维持～小时,然后加石灰乳中和至糖液的pH为左右,用 自然沉清法或机械分离法得到澄清的糖液供酵母生长和繁殖用。玉米、小麦和土豆等也可作为生产酵母的原料。但由于酵母不能直接利用淀粉，必须用酸或酶法将淀粉水解为糖。由于淀粉水解和其它因素的影响，培养酵母的条件亦与糖蜜不同。此外，亚硫酸纸浆废液、木材水解液、乳清以及酒精废液和味精废液等都可作为生产饲料酵母的原料。苏联等国利用正烷烃和 甲醇等石油加工产品作为生产饲料酵母的原料。为了保证酵母生长繁殖,除供应上述的碳源外,还必需添加一定量的营养盐如磷酸铵、硫酸铵、硫酸镁、氨水和尿素等作为氮源和磷源。为了使面包酵母具有高的发酵力,添加的氮源与磷源量应有一定的比例。此外,生物素、泛酸、肌醇和硫胺素等都是酵母生长和繁殖的基本要素，可根据产品的种类及所用的原料加以适量补充。③增殖培养:从实验室的斜面试管纯种开始,在严格的无菌条件下，经三角瓶(500～5000ml)、卡氏罐(10l)、种母罐 (500～10000l)等逐级扩大培养,使酵母细胞量成倍增加,然后将种母罐内的酵母作为种母接入发酵罐,用通风流加培养法得到酵母，称为第一代酵母。继续用这种酵母为种母进行培养得到第二代酵母。用同样方法得到第三代酵母即为商品酵母。从三角瓶培养到种母罐培养一般采用12°Be′麦芽汁为培养基， 30℃微量通风培养12～24小时。如种母罐较大，可采用部分麦芽汁和部分糖蜜为培养基，30℃通风培养12～14小时，培养结束时，用显微镜检查酵母的 生长情况，酵母细胞应大小均匀，强壮，无杂菌。一般500l种母罐内培养可得到鲜酵母约5kg（以压榨酵母计）。商品酵母的繁殖是在发酵罐 (50～200m3)内用通风流加培养法进行。将种母罐内的酵母加入发酵罐与一定量水混合成一定浓度，在通风条件下将糖液和营养盐按比例流加，30℃培养12～18小时。培养过程中残糖量控制在～,并用氢氧化钠或碳酸钠调节培养液pH为±范围。通风量随发酵罐类型、培养条件及酵母种类而异，一般为1:1左右,即每分钟通入与发酵培养液体积 等量的空气。培养过程中产生的泡沫用食用油或合成消泡剂消泡。培养结束时，酵母浓度一般为4～6％（干基计）。在理想条件下,酵母细胞可在小时内成 倍增长，可将100g糖转化为干细胞物质。④分离和压榨：酵母繁殖培养阶段结束后，用离心机将酵母从发酵液内分离出，用水将酵母乳洗涤2～3次，除去发酵液内酵母代谢副产物、 杂质和杂菌等。一般最终酵母乳内含有18～20％酵母(以压榨酵母计)。如酵母乳的颜色较深，可增加水洗涤次数和水量，或添加少量的酸至洗涤水中以增加洗涤效果。正常的酵母乳为乳白色或略带米黄色。酵母乳再经板框压滤机或真空转鼓过滤机脱水。脱水后的酵母成饼状，水分含量为70～73％，加入少许食油及调 整水分后，经挤压机挤压成一定形状和重量的块状产品（如50g和500g）,用蜡纸包装成为产品，在0～4℃贮藏、销售。⑤干燥：将鲜酵母制成活性干酵母的干燥是技术要求很高的过程，要避免酵母在干燥过程中受热而丧失发酵力。传统的干燥方法是先将鲜酵母挤压成圆柱形(2～3mm长)后，在箱式干燥机内采用连续或间歇式干燥，热空气温度不超过40℃。此法所用设备简单，但干燥时间较长，发酵力损失较大。现采用此法生产活性干酵母的厂家已为数不多。国际上普遍采用流化床干燥设备用于商品活性干酵母和快速活性干酵母的生产，分连续和间歇式两种。干燥过程中，酵母颗粒处于沸腾状态。干燥初期，酵母含水分较高，进入的空气温度可达100～150℃，酵母脱水速度较快；干燥后期空气温度应适当降低，使酵母温度始终维持在30～40℃ 之间，总的干燥时间约 1小时左右，随干燥机的形状、装料量、空气状况等而异。在干燥前，往鲜酵母内加入某些种类的乳化剂可以改善干醇母的再水化性能,增强酵母对热干燥的抵抗能 力,减少发酵力的损失。通常采用的乳化剂有单硬脂酸山梨糖醇酐、蔗糖酯和柠檬酸酯等，添加量为酵母干物质量的～％。为防止干酵母的氧化，亦可 添加少量的抗氧化剂如丁酰羟基苯甲醚等,添加量为％。由于这些化合物的添加，使活性干酵母的贮藏稳定性大为改善。食品酵母、药用酵母和饲料酵母的干燥较为简单。由于这些产品不要求保留酵母的发酵力，可采用离心喷雾干燥法和滚筒干燥法。
浅谈食品工业中产香酵母的应用论文
1引言
产香酵母又名酯酵母，是一类能合成具有芳香气味的酯类物质，如今产香酵母早已不局限于产酯而是在生产过程中能产生让人喜欢闻的香味的各种酵母，香气多为醇类、酯类、酚类、酮类、芳香类等具有挥发性风味的物质，主要的香气类型有：花香型、清香型、果香型等，常被广泛应用于酿造、调味品、功能饮料、无醇饮料、食品等领域的增香。
2产香酵母在农产品中的应用
2．1产香酵母在果酒中的应用
果酒的口感、风味以及质感在果酒发酵酿造生产中起着很重要的作用，尤其是其中的风味是评价果酒优质的一个重要指标。因此果酒增香已成为现今果酒发酵酿造中的一个热门研究课题。果酒品质丰富、种类多样。张大为等从酥梨自然发酵汁中得到了一株不仅糖利用力低而且还可以增加梨酒香味的东方伊莎酵母，并将其作为梨酒生产中的产香菌使用。曹新志等从四川自贡本地梨果中筛选出了一株产香酵母FL－5，产酒精、产酸、产酯能力较好，且发酵周期短。何义从梨果园中分离出一株产香性能好的酿酒酵母Y－5，确立了梨酒酿造工艺，发酵产生的风味明显优于工业菌株ADY，能较好地保留鸭梨的原香味。赵海霞等则从苹果皮中分离出一株孢汉逊酵母属的产香酵母，适合苹果酒酿造，所得苹果酒品质优良，具有苹果酒的典型风味。古其会［5］等从多种成熟的水果皮上分离出一株对病原菌有抑制作用的产酯酵母，可用于番木瓜酒的酿造，经过分子生物学鉴定为梅奇酵母。王雪莹从甜橙果皮上筛选出两株性能优良的酵母S017和F076，其中S017产酯量高达86．75％，而F076发酵过程中产生的萜类物质相对含量比S017高，具有保留原料特殊香气组分的能力。艾方等从柑桔中分离出了两株能够耐受较高的盐、糖浓度的产香酵母，现已用于浓缩果汁和低醇果酒的增香。沈昌从水果、土壤中分离筛选出产香能力较强的酵母N－2，用于紫甘薯发酵酿造，经优化发酵工艺得到了花色苷含量保存多、还原糖浓度低、酒精度高、色泽鲜丽的紫甘薯发酵产品。此外李剑芳从自然发酵猕猴桃汁中分离出一株柠檬形克勒克氏产香酵母E－45，经鉴定为能产醇类、酯类等芳香物质的低发酵力产香酵母，可用于葡萄酒等果酒的增香。自然选育出的产香酵母菌株与工业菌株比较，具有专一性酿造的优势。曹新志等筛选出的产香酵母FL－5与安琪酵母DC－2相比，FL－5酿造的果酒风味更优。袁丽从不同水果中筛选出两株产香酿酒酵母菌GY1、GY2并与安琪酵母相比，GY1、GY2均优于安琪活性酵母。张翠英也从葡萄皮中筛选出一株产香酵母经诱导得到一株在低温条件下仍具有较强的发酵能力，与优良葡萄酒酵母比更具优势。王雪莹分离的S017以果酒干酵母为对照，S017所酿造的甜橙果酒色泽、澄清度、酒香均具备优质果酒的感官品质，在酿造工业中有较好的应用前景。
2．2产香酵母在白酒中的应用
在白酒生产中为了增加酒中的独特风味通常会加入某些化学物品以增加酒的香气，可最终酒中的香气都较为单一。自然酿造的白酒通常会以酒曲窖泥为分离源，筛选耐高温、性能优异、适合白酒增香的产酯酵母，经酿造的白酒经产酯酵母自身合成的风味物质比添加化学物质更多样化，风味更丰富独特，因此越来越多的白酒生产也用产香酵母增香。通常产香酵母的筛选都从大曲发酵的酒液或糟醅中筛选。郭志从泸州老窖窖泥中分离出一株耐受高温的酵母菌，属于异常汉逊酵母属。通过产香条件的响应面优化，得到耐受高温酵母，产生的2－正戊基呋喃、苯乙醇等香气物质，产量比原来浓香型大曲高出约两倍左右。蒲春等从大曲中筛选出一株酶活性高的产香酵母菌并对其功能特性进行测定，产香浓郁，可与其它产酒量高的菌种混合发酵。张春林对大曲发酵液进行了酵母分离，筛选出产香酵母ZY－1和GY－3，通过模拟探索出发酵中产生香气成分的机理，提出了产香酵母是大曲中风味物质形成的重要原因。顾宗珠等从酒曲中筛选出一株产酯量高的酵母，通过正交试验确定最适培养条件，提高白酒品质生产。王晓丹等从贵州某酒厂酒醅中筛出一株产乙酸乙酯的平常假丝酵母、一株产乙酸苯乙酯的毕赤氏酵母。对两株菌进行感官评价和GC－MS检测，结果显示两株酵母即产酒又产香、可将其用于香料和酒类发酵。周世水等从酒曲富集液中筛选出一株Y2－7，发酵后酒精度可达60％、总酯量为2．1g／L，酒液醇香明显。
2．3产香酵母在低醇饮料中的应用
酵母类群中有一类酵母的产酒能力极差、但产酯、产酸、产酮类物质优良，市场对保健品的推行下，各种无醇、低醇饮料出现在生活中，为了此类饮料的广泛应用，满足广大消费人群，工业生产中常用低醇产酯酵母来提高风味。程晨从自然发酵果浆中筛选出发酵速度快且风味好的酵母C7，并将其用于低醇饮料的工艺研究，效果显著。赵晓［20］通过对五株不同来源酵母菌进行生物学特性进行研究，最后筛选出一株适合格瓦斯发酵的酵母菌Y3，可以用于生产具有面包香气的格瓦斯。格瓦斯是以谷物及果蔬为原料经由酵母菌和乳酸菌发酵一种含低度乙醇的饮品，它即具有啤酒的淡爽、香醇的特征，也具有碳酸饮料的清凉爽口特性在。低醇发酵的工艺研究中，孙丙升［21］在新疆，青海，陕西，甘肃四个地采集土壤并进行筛选，最后选出优良的白地霉GS28B和SX71A做为无醇类饮料的生产菌株，根据菌种生理特性，正交试验确定两株菌的最佳工艺组合：温度为24℃，蛋白质含量为1．0g／L，摇床转速为160r／min，GS28B接种量为5．0％，SX71A接种量为2．0％，通过GC－MS测定香气成分为酯类和2－苯乙醇，发酵生产中乙醇含量只有0．02％和0．03％，基本达到了无醇要求，毒理学评定也确定了此类无醇饮料对身体无毒。
2．4产香酵母在调味品中的应用
酵母由于功能各异、长发酵产物丰富，自身理化性质有别，不同环境的酵母会有不同的特性，酵母生存环境分布十分广泛，伴随着酿酒酵母的不断发现，研究者将菌源扩展到食品、调味品等领域，筛选出具有特殊能力的产香酵母，避缺选优的应用于调味品及农产品中。闫美从辣椒酱中筛选出一株耐盐性高达24％的鲁氏产香酵母，主要产具有玫瑰花香的苯乙醇。并与球拟酵母应用于酱油酿造。王刚等从泡菜和豆浆中筛选出一株具有潜在应用价值的产香酵母YG28B、YG28B，与活性干酵母用于发酵面包，风味独特。韩志双等从发酵豆瓣酱中筛选出一株产特殊香味物质、耐盐、发酵力强且产香的异变球拟酵母，在豆瓣酱发酵过程中能增添风味和口感。匡钰从菠萝皮上筛选出一株发酵性能好的酿酒酵母，用于果醋的发酵酿造，所得菠萝果醋具有菠萝的特殊香气，果香爽口。冯杰在对酱油发酵研究中，以一株耐高盐增香酵母菌埃切假丝酵母为研究对象，用浓度为240g／L的氯化钠对菌株进行驯化以提高酵母在酱醪中的适应能力，并通过对发酵工艺的调控，采用两阶段添加法研究了酵母对酱香风味质量的促进，较对照组酵母对主要酱香物质均有所增加，进一步丰富了酱油成分，促进了酱油的风味，提高了酱油的品质。为了提高虾酱的香气和品质，连鑫等从虾酱中分理处一株季氏毕氏产香酵母，该菌产香能力较强，耐盐度达10％，经过驯化可作为虾酱复合发酵剂的菌株使用，用于提高香气度低盐虾酱的发酵。高健等从莴苣中得到一株产香酵母命名为G0901，主要产柠檬烯，相对含量可达20％。较现今柠檬烯生产大多从植物精油中提取，G0901的分离为利用微生物高效生产柠檬烯提供了较好的研究材料。单艺等从传统云南糯米酒中分离出一株产酯能力较强的Y2，通过实验测试，可用于增加酯香味米酒生产中。张世秀等从天然点浆剂酸浆中分离出一株产香性能好的酵母CF610，所产香气浓郁，主要香味物质为苯乙醇。梁辉等从传统腊鱼中分离出两株产香酵母：季也蒙毕赤酵母和平滑假丝酵母，并对两株菌进行理化性质分析，平滑假丝酵母发酵适应性优于季也蒙毕赤酵母，可成为新型肉品发酵剂。
2．5产香酵母在烟叶中的应用
通常多酚等香味前体物质产生的已酸甲酯、苯乙酸甲酯、愈创木酚、异戊醇等挥发性香味物质，对改善烟叶香味品质具有重要的应用价值。张知晓从烟叶中分离出一株产香白地霉13－1，白地霉具有脂肪酶活性，经过线性相关性比较证明脂肪酶是影响白地霉酯类挥发性物的关键因素之一。用白地霉发酵烟叶能显著减低烟叶中还原糖。吕品等从自然陈化的白肋烟叶中分离出产生特殊酸性物质的酵母CB－2，并将其用于香料生产，发酵出的香料具有提高卷烟烟气香气质、降低干燥感和刺激感，柔和了烟气。马海昌也表明利用生香酵母对烟梗发酵液发酵，得到的香料口感以及风味都比枯草芽孢杆菌好。
3产香酵母在酿造中的工艺技术
3．1工艺参数优化
生产中单一的菌株只能提高单方面的风味，而与其它菌株混合运用不仅能很好的利用发酵液中的原料，而且混合发酵时可以产生多种芳香类物质是单一菌种不能合成的。陆振群从优质白酒曲中筛选诱导出一株产乙酸乙酯量多的生香酵母S8，但浓香型白酒的主要香味成分是已酸乙酯，为了获得已酸乙酯，将产酯酵母S8与已酸菌复合培养，能产生大量的已酸乙酯，为浓香型白酒的生产提供了一定的研究意义。丁玉振研究了产香酵母的发酵规律和在醇香果汁生产工艺上的应用。通过实验论证证明低温能有效的控制菌株的发酵进程，低温有利于发酵香气的纯正和圆满，确定在10℃下发酵香气浓郁，将产香酵母与低温发酵工艺结合应用。
3．2共固定化技术
共固定化技术是固定化技术和混合发酵技术基础上发展起来的新技术，将几种细胞同时包埋与同一载体形成稳定的固定化细胞系统。可发挥不同微生物的协同作用。贺江将产酯酵母AS2．300用于多菌种共固定化技术进行苹果醋的酿造，当酵母菌1450、产酯酵母AS2．300、乳酸菌按比例（6∶3∶1）发酵可得到品质良好的苹果醋，相比酵母菌和醋酸菌共固定化颗粒酿造，其发酵性能可以长时间稳定，比酵母菌与醋酸菌共固定化更具优势。同时也避免了液体发酵和固体化技术在品质上的`不足，发酵速率也明显高于文献报道的数据。王克明等［38］在多菌种固定化技术应用于各类发酵的研究中，将红曲霉菌、葡萄酒酵母、产香酵母、嗜酸乳酸菌按比例（3∶2∶2∶1）发酵成苹果酒饮料；将根霉、酿酒酵母、产香酵母按比例（4∶3∶2）发酵成保健红醋，并确定此比例是最佳菌种配量。通过实验得出发酵功能稻米乳饮料的多菌种配比为根霉、酿酒酵母、产香酵母、嗜酸乳酸菌的比例（4∶2∶2∶1）［40］。探讨了苦瓜保健醋中根霉、酿酒酵母、产香酵母、醋酸菌的比例（4∶2∶2∶1）。以酿酒酵母、产香酵母按（4∶1）比例发酵海藻酒、效果显著［42］。以苦瓜为原料，采用固定化酿酒酵母、产香酵母（4∶1）酿造苦瓜酒。
4产香酵母在细胞工程中的应用
随着酿造工艺的发展，饮品的增多，微生物的利用也越来越频繁，从自然界中直接分离的菌株已不适合直接用于工业生产。为了获得更优良的菌株，构建工程菌成了现在的主要手段，在微生物中主要运用诱导育种及原生质体融合技术来获取工业菌种。
4．1原生质体融合技术应用
林小江利用原生质体融合技术将生香酒曲中分离的生香酵母HTE－2和经诱导选育的低甲醇酿酒酵母LM－1进行融合得到PF1。通过生理特性测定，酿酒工艺优化（温度19．07℃、时间5d、糖度17．34％、pH值4．34、接种量2％）使甲醇含量下降，总酯含量提高。以大米、小麦为原料用PF1酒曲可酿造高品质的蒸馏酒。张大为［45］从陕西兴平市梨园里面采样分离出两株酵母，一株酿酒酵母，一株产香酵母，通过原生质体融合技术，将两种菌的优良性状相结合构建基因工程菌。通过理化性质的测定，所融合的酵母具有产酒率高，产香率高的优良酵母，利用中草药代替二氧化硫的作用并与工程菌结合酿造。金磊也从陕西兴平市果园采样筛选出酿酒酵母YDJ05和产香酵母YS03通过原生质体融合技术将YDS05作为亲本菌株X，YS03通过EMS诱变得到一株精氨酸营养缺陷型菌株Y，将XY融合，筛选出一株发酵能力强，产香能力强的双亲优良特性作为适合酿造梨酒的酵母菌株。李锐利从小曲酒的酒曲中分离筛选出高产乙酸乙酯酵母菌株Y1，通过原生质体融合，诱变育种等手段对菌株进行改造得到BY2，稳定性好。并对酵母产酯条件进行了研究，最后将选育的菌株用于清香型小曲白酒酿造，可提高清香型白酒的质量。王林松利用原生质体融合技术以产香优良酵母PF14为融合亲本X，发酵力好的酵母为融合亲本Y进行融合筛选得出具有两种酵母性能的菌株。通过GC－MS对其香气进行鉴定分析，对工程菌株进行了发酵动力学研究，很好的解释和预测了发酵过程中的动态变化。
4．2诱变育种
彭帮柱以酿酒酵母菌株作为诱变出发菌株，利用甲基磺酸乙酯（EMS）进行诱变，得到一株产香的赖氨酸缺陷性突变株，将其作为亲本与发酵力强的酵母进行原生质体融合，通过GC－MS对融合子进行香气成分鉴定，最后筛选出三株产香、发酵能力均强的增香型适合苹果酒酿造的菌株。张翠英以葡萄味分离源，筛选出具有较好产香能力的YU2．28并通过60Coγ射线诱导果酒酵母菌YU2最后选育出耐低温的S15．3。将这两种菌混合发酵后产品比市售的干白葡萄酒品质更佳，对产香酵母发酵的培养基配方进行了研究，最后得出在pH值5．5，添加2％乙醇，0．1％乙酸，培养温度18度，并以玉米粉为基质生长，产香能力强且成本低廉。
5结论与展望
目前，国内对产香酵母已较为全面和广泛的应用，但仍存在有待发展的地方。比如产香酵母菌发酵食品的种类和产量上与发达国家相比还有一定的距离。许多产香酵母的制品还没有形成工业化生产，应最大程度利用产香酵母菌发展产品的优势，研究开发更多的新型品种，使之投放市场。产香酵母分离筛选应用仅仅局限于可以培养的酵母，然而在自然界中可被培养的菌株仅占酵母类群的很小一部分，限制了产香酵母的应用。酵母菌群在发酵过程中不应局限于几种酵母的应用，因多菌群相互作用，可使风味多样化，而在现在的果酒酿造中还是运用单一酵母较多，产香型酵母的研究主要局限在酿造和调味品的应用。还未广泛的应用于其他生活领域；如酵母酶类的应用、产香物质的提取等。在工业生产中大多数都没有根据特殊的菌株去生产具有特异性的产品还是沿用常用的工业菌株，限制了产香酵母的发展。在我国在酿造工艺中技术相对于发达国家还有一些差距，酿造时有害微生物的存在不可避免，而如何避免产香酵母与有害微生物的竞争、如何保证产生的香味物质不被破坏不会挥发方面的研究存在不足。因此，在优良菌株的选育方面需进一步研究以提高产品的产量和品质。产香酵母也是一种重要的单细胞微生物，与人类日常生活和工业应用有这密切的联系。作为酵母的一种也是人类利用最早，应用最广泛，人类直接食用最多的一种微生物。具有发酵，营养强化，增味等功能。当今世界食品发展的潮流是保健食品，即不仅具有食品色香味，而且还具有调节人体生理功能的作用。因此从产香酵母菌发酵食品特点来看，所发酵的食品则属于保健食品，符合时代要求，有强大的生命力和广阔的前景。利用产香酵母开发更多的有利于人体健康的食品，应用高新技术开发酵母在食品上得使用。随着分子生物学、遗传学、基因工程等的发展，从分子水平出发研究产香酵母将会成为研究的主要方向。基因工程菌的建立也会加快产香酵母的应用，在以后各种菌株的应用中，酵母菌群的生态平衡发酵有望成为热门课题。在工业生产中、微生物的发酵生产比化工工业生产相对较环保、产率高、产物副作用小等优势，产香酵母在以后的发展中有望在日用品、农用品、食品、保健品、化妆品等领域广泛应用。
细胞工程论文
细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说，它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。下面是我为大家整理的细胞工程论文，欢迎阅读。
【摘要】 目的制作去细胞肌肉组织工程支架，并检测其与人羊膜上皮细胞的生物相容性。方法 采用TNT和十二烷基磺酸钠结合的化学萃取方法制作去细胞肌肉组织工程支架，冰冻切片观察其结构。将人羊膜上皮细胞种入支架培养7 d后，用免疫组化检测羊膜上皮细胞的增殖活性、NT3及BDNF的表达,扫描电子显微镜观察其超微结构。结果 支架中细胞去除完全，其主要结构为平行排列的管状结构。细胞外基质的主要成分弹性纤维和胶原纤维保持完好。羊膜上皮细胞在支架里有增殖活性，并呈现NT3、BDNF免疫反应阳性。扫描电镜显示，羊膜上皮细胞在支架中分布均匀，生长良好。结论 成功的制作了去细胞肌肉组织工程支架，其与人羊膜上皮细胞有良好的相容性。
【关键词】 去细胞肌肉;人羊膜上皮细胞;生物相容性
近年来组织工程研究的重要进展之一就是采用自体或异体移植物制作天然生物降解材料的组织工程支架。其中去细胞移植物与机体有良好的生物相容性。去细胞肌肉支架可作为生物工程支架支持神经细胞轴突再生。Mligiliche等〔1〕把去细胞肌肉移植入大鼠坐骨神经缺损处,4 w后发现有大量神经轴突长入去细胞肌肉支架中。由于单独应用去细胞肌肉支架治疗神经系统疾病的效果有限，去细胞肌肉支架要发挥更大的作用往往需要向支架中植入种子细胞〔2，3〕。研究表明羊膜上皮细胞可分泌多种神经因子〔4，5〕，促进神经元轴突的生长，是一种良好的治疗神经系统疾病的种子细胞。本研究利用化学去细胞的方法制成去细胞肌肉支架，并把羊膜上皮细胞种入去细胞肌肉支架内，探究两者的相容性，为开展组织工程治疗神经系统方面的疾病提供新的途径。
1 材料与方法
材料
实验动物 Wistar 大鼠由吉林大学白求恩医学院实验动物中心提供。
试剂 IMDM培养基及小牛血清由Hyclone 公司提供。5′溴尿嘧啶核苷(BrdU) 及BrdU 单克隆抗体购自Neomarker公司;神经营养素(NT)3,脑源性神经营养因子(BDNF)兔抗人多克隆抗体购自武汉博士德公司，SABC免疫组化试剂盒购自福州迈新生物公司。人羊膜上皮细胞株为本实验室保存。
方法
去细胞肌肉支架的制备 参考 Brown等〔6〕去细胞膀胱的制作方法制备去细胞肌肉支架，简述如下：取Wistar大鼠腹锯肌，放入蒸馏水中，在摇床中以37℃、50 r/min摇48 h后,转入3%的TritonX100溶液,摇床中37℃、50 r/min摇48 h。然后放入蒸馏水中，摇床37℃、50 r/min摇48 h。换成1% SDS溶液，摇床37℃，50 r/min摇48 h。PBS洗24 h。PBS中4℃保存备用。
支架形态结构的观察及成分鉴定 肉眼观察去细胞肌肉的形态。去细胞肌肉用4%多聚甲醛PBS固定1 h，5%蔗糖90 min，15%蔗糖90 min，30%蔗糖过夜以梯度脱水，OCT包埋，冷丙酮速冻，之后放入-70℃冰箱保存。恒冷箱切片机切片，HE 染色，观察其内部结构。此外对切片进行Van Gienson(VG)染色和 Weigert染色(VG+ET染色)检测支架的细胞外基质成分。
人羊膜上皮细胞的培养 人羊膜上皮细胞在DMEM培养液中(含10%胎牛血清，100 U/ml青霉素，100 mg/ml链霉素，200 μg/ml的谷氨酰胺)，37℃、5 % CO2及饱和湿度条件下的细胞培养箱中培养，隔天换液，待单层培养细胞生长至80%汇合后，传代培养。
人羊膜上皮细胞与去细胞肌肉支架相容性的鉴定
取生长良好的人羊膜上皮细胞，80%细胞接近融合，弃去培养液，胰蛋白酶消化，当胞体回缩，细胞间隙变宽时，用血清终止消化，反复轻吹瓶壁细胞，制成单细胞悬液于离心管中，1 000 r/min，离心3 min。用DMEM重悬细胞。用1 ml注射器吸入细胞悬液，以2×106/ml 密度注入去细胞肌肉支架中分装至24孔板中，在37℃、5 % CO2及饱和湿度条件下的细胞培养箱中培养，隔天换液，培养1 w。掺入Brdu(终浓度为10 mg/L)，继续培养1 d后，恒冷箱切片机切片(方法同前)。切片经PBS 洗后，3% H2O2灭活内源性过氧化物酶10 min，血清封闭20 min;一抗用BrdU(1∶1 000稀释)单克隆抗体，BDNF和NT3多克隆抗体(1∶100稀释)4℃孵育过夜，PBS 洗后，二抗37℃孵育30 min，PBS 洗后，SABC37℃孵育30 min，DAB显色。光镜下观察。
扫描电子显微镜鉴定羊膜上皮细胞在去细胞肌肉支架上的生长情况 取生长良好的人羊膜上皮细胞，80%细胞接近融合时，用上述方法消化下来后，把羊膜上皮细胞种植到去细胞肌肉支架中，放在24孔板中，在37℃、5 % CO2及饱和湿度条件下的细胞培养箱中培养7 d后，用2%戊二醛固定后，梯度乙醇脱水，CO2临界点干燥，镀膜，采用扫描电子显微镜观察并拍照。
2 结 果
支架的组织结构与成分 去细胞肌肉外观呈乳白色,半透明,质地柔软。从大体上看，肌肉去细胞前后整体大小与形状无显著变化。支架纵切面的HE染色观察可见骨骼肌细胞成分消失,而纤维网架结构保持完整，支架内主要为平行管道。VG+ET染色证明支架成分主要为胶原纤维和弹力纤维等细胞外基质成分，胶原纤维为红色波浪状结构，弹性纤维为蓝色丝状结构，见图1。
羊膜上皮细胞与去细胞肌肉支架的兼容性 见图2，HE染色显示人羊膜上皮细胞在支架中生长良好，分布均匀(图
图1 去细胞肌肉支架大体与组织切片染色
图2 去细胞肌肉支架的病理图片2A)。免疫组化染色显示，BrdU阳性细胞数目多，提示支架中的人羊膜上皮细胞有增殖能力(图2B)。抗NT3和BDNF染色显示，支架中的人羊膜上皮细胞含有NT3、BDNF阳性颗粒，呈棕褐色分布在细胞质中(图2C，2D)。JSM5600LV扫描电子显微镜显示，在支架内部分布有大量细胞，细胞在支架中分布比较均匀，生长状态良好(图2E)。
3 讨 论
理想的支架材料应与细胞外基质类似，与活体细胞有良好的生物相容性〔7，8〕。去细胞肌肉作为治疗神经损伤的生物工程支架材料有如下优势：(1)去细胞肌肉的细胞外基质成分对组织细胞的'迁移、黏附、生长代谢都有重要作用，研究表明再生的轴突可以很好的黏附在去细胞肌肉支架上〔9〕。(2)去细胞肌肉的排列结构与神经膜管类似,仅在直径上略大于神经膜管〔10〕，它们提供了轴突可生长穿过的足够空间〔9〕，该结构对于诱导神经轴突再生是十分重要的。 Fansa等比较了接种施万细胞的不同去细胞生物材料(肌肉，静脉，神经外膜)桥接缺损的外周神经的结果，发现缺乏神经膜管样结构的去细胞肌肉支架(静脉和神经外膜支架)中的再生轴突是无序和排列混乱的，而有神经膜管样结构的去细胞肌肉支架中的再生轴突是有序排列的〔11〕。这种轴突再生的有序性对神经损伤的轴突再生同样也是十分重要的。(3)去细胞肌肉引起的免疫排斥反应较小〔9，12〕。这些优势都说明去细胞肌肉可作为治疗神经损伤的理想的材料。本研究采用的制作去细胞肌肉的方法主要用来减少异种移植材料的免疫排斥反应。该方法能有效的去除脂膜和膜相关抗原以及可溶性蛋白，并能有效的保留细胞外基质成分的原始空间结构。肌细胞正常呈平行分布，其细胞外基质成分也是平行分布的，从支架纵切面的结果看支架的纤维成分也是平行排布的，VG+ET染色结果显示细胞外基质的主要成分胶原纤维和弹性纤维保持完好。这些结果进一步证实此方法可成功制备去细胞肌肉支架。
由于单独应用去细胞肌肉支架治疗神经系统疾病的效果有限〔13〕，去细胞肌肉的生物相容性也有待验证。本研究用人羊膜上皮细胞作为种子细胞种入去细胞肌肉支架以探讨其相容性。研究表明，羊膜上皮细胞中含有多种生物活性因子，包括黏蛋白、转移生长因子、前列腺素E、表皮生长因子样物质,IL1，IL8 等因子，另外，还可分泌BDNF和NT3等重要的神经营养因子〔4〕。其中层黏蛋白、BDNF和NT3等生物活性因子对神经损伤的治疗具有十分重要的作用。羊膜上皮细胞可作为一种较理想的种子细胞，与去细胞肌肉支架结合可能成为治疗神经系统疾病的一个理想的组织工程材料。本实验观察到人羊膜上皮细胞在去细胞肌肉支架中分布均匀，抗BrdU、BDNF及NT3免疫组化显示去细胞肌肉支架中羊膜上皮细胞有良好的增殖能力，并能表达BDNF和NT3，说明羊膜上皮细胞在去细胞肌肉支架中保持了良好的生物学活性。以上结果一方面证明了本研究制作的去细胞肌肉支架有良好的生物相容性，另一方面为应用羊膜上皮细胞和去细胞肌肉支架结合治疗神经系统疾病提供了理论和实验基础。
总之 ，本研究成功制备了去细胞肌肉支架，并证实人羊膜上皮细胞在去细胞肌肉支架中能分泌重要的神经营养因子，人羊膜上皮细胞与去细胞肌肉支架桥接体为神经缺损再生提供了基底膜、神经营养因子等种种有利因素，构成了良好的神经再生微环境，有利于使神经缺损得到较好地修复，为进一步研究羊膜上皮细胞与去细胞肌肉支架桥接体治疗神经损伤奠定了一定的实验基础。
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12 Brown AL，Farhat W，Merguerian PA,et week assessment of bladder acellular matrix as a bladder augmentation material in a porcine model〔J〕.Biomaterials,2002;23：217990.
13 李培建，李兵仓，胥少汀.肌基膜管移植修复脊髓缺损的实验研究〔J〕.中华创伤杂志,2001;17(9)：5258.
细胞结构解读绝大多数的真核生物细胞都有核、质、膜三个部分，膜是生命系统的边界，是控制物质交换的门户；质是新陈代谢的主要中心，质中的细胞器在系统内分工合作；核是遗传物质贮存和复制的主要场所，也是遗传性状和新陈代谢的控制中心，是生命系统的控制中心；各有其重要性，又有其特殊性，相互独立，又相互联系，构成一个和谐统一的、有机的、复杂的生命系统。1．1 细胞膜的结构和功能细胞生活在液体环境中，膜是与外界环境相隔的界线，是保证细胞内化学反应顺利进行的天然屏障，这与结构有关。(1)主要的分子组成由磷脂双分子层构成基本骨架，这种结构的存在就必然有与之相对应的功能存在，脂溶性物质能够以自由扩散的方式优先通过细胞膜；在磷脂双分子层中镶嵌有蛋白质分子，这一结构的存在，也必然有与之相对应的功能存在，蛋白质分子可作为物质运输载体，从而使膜具有主动运输的功能。(2)结构特点与功能特性组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动，因而决定了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，细胞膜的功能特性是具有选择透过性，这是两个不同而又有联系的概念，膜的流动性存在，既可以使膜中的各种成分需要调整其组合分布而有利于控制物质出入细胞，又能使细胞经受一定的变形而不致破裂(如：人体的自细胞能变形穿过毛细血管壁)，具有保护的作用，从而保证了活细胞完成各种生理功能。细胞膜的流动性是选择透过性的基础，而活细胞的细胞膜具有选择透过性，是细胞生命活动的体现，这样就保证细胞按生命活动的需要吸收和排出物质，而物质透过细胞膜等各项生理功能的实施，又需要细胞膜的流动性这一结构特点来保障，这就是结构特点和功能特性的统一。流动性是细胞膜结构固有的属性，无论细胞是否与外界发生物质交换关系，流动性总是存在的，而选择透过性是对细胞膜生理特性的描述，这一特性只有在流动性基础上，完成物质交换功能方面体现出来。总结如下：(图附在后面)1．2 细胞质的结构和功能细胞质是细胞结构中的重要组成部分，是活细胞内新陈代谢的主要场所，也是同化作用和异化作用发生的主要场所。活细胞中的生命活动，绝大多数物质的合成和分解，就是发生在细胞质中，是细胞生命活动最活跃的部位，活细胞中的细胞质处在流动状态。在亚显微结构下，把细胞质作为一个整体来研究，实际上细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。本部分内容上连接第一章“生命的物质基础”(细胞质也是由化学元素和化学元素组成的化合物而形成的结构)，尤其是细胞质中的水分、无机盐、核苷酸、氨基酸等，进一步体现了生命系统的物质性。该内容下连接第三章“生物的新陈代谢”中细胞呼吸和光合作用的重点知识，本部分具有承上启下的作用。线粒体与细胞呼吸正相关，叶绿体与光合作用正相关。其余多种细胞器教学中，限于教材，侧重介绍其分布，结构和功能作简要介绍。最后归类总结出双层膜的、单层膜的、非膜结构的、生成水的、生成ATP的、含有DNA的细胞器、“四个场所”。但应凸现出一个重要的教学理念：物质组成结构，结构决定功能；结构和功能和谐统一的学科思想。1．3 细胞核的结构和功能该内容介绍细胞核的组成及原核细胞的基本结构，前者主要由三个部分核模、核仁、染色质组成，核膜使核内与质中的化学反应分开，既相互联系，又相互独立，核膜同样具有选择透过性，控制细胞质与细胞核之间的物质交换，对细胞核内物质具有保护作用，膜上的核孔有利于核、质问进行频繁的、大量的大分子的物质交流，是大分子交换的理想通道[2]；核仁的折光系统强，是真核生物细胞最明显的标志；染色质与染色体的关系既是重点又是难点，具有抽象性，是难消化的知识点；都含有DNA分子，是生物的遗传物质，同样也体现了结构和功能和谐统一。1．4 细胞质流动的实验指导学生正确使用高倍显微镜观察黑藻细胞质的流动，观察中为什么只看到叶绿体，而看不到其他细胞器的原因(叶绿体大，有色素)，为什么只看到叶绿体黑藻细胞边缘流动(成熟的植物细胞大部分的空间被液泡占有)，这都是在实验中遇到的实际问题。
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