结合理论、实操及仿真培养技能型人才

摘要：本文围绕全国高职高专生物技能大赛“发酵工”这一比赛项目，总结了连续两年的参赛经验，从理论、实操及仿真三方面指导学生如何抓住和突破重难点，为技能型人才培养工作打下基础。

关键词：技能大赛；发酵工；仿真

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2013）11-0098-03

全国高职高专生物技术职业技能大赛属于国家二类赛事，其顺利举办是贯彻教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》（高教[2006]16号）文件精神的体现。大赛以“技能——应用能力”为主题，为学生展示专业技能搭建平台，提升生物技术类专业人才培养工作水平。[1]

竞赛分为理论知识竞赛和技能操作竞赛两部分，两部分成绩分别占总成绩的20%和80%，命题依据高级工及以上的知识要求和技能要求进行。考试由基础理论知识、实际操作和仿真软件操作组成，理论涵盖化学、生物类专业基础知识，实际操作内容为微生物培养及分离，仿真软件操作内容为“青霉素发酵”。

一、理论知识的学习

理论部分主要参考《发酵工理论试题库》，由大赛委员会提供，覆盖了无机及分析化学、有机化学、生物化学、微生物学等基础课程，题目和知识点较多，主要考查学生对知识点的掌握程度。指导学生时，要求他们理清知识点，往往一个知识点可以衍生出较多的题目。结合学生赛后体会，分“三步走”。首先，要动手做《发酵工理论试题库》，每做一题都弄清楚它的出处，不会做的题做上记号，回头查看教材，搞懂为止；其次，是识记题目。放弃死记硬背，要结合相应的教材灵活运用，找到对应的知识点。，先看书，再记忆，通过早期知识点的零散积累，到最后知识点的连贯。在记忆一个知识点或者是一个题目的时候，顺带记忆相关的知识点和相关的题目，如果遇到相近的题目可以采取比较记忆，相反的题目可以采取对比记忆；最后关头加强记忆，可借助电脑做题，抓住重难点，反复强化记忆。同时，要广泛涉猎有关的课外书籍，多钻研一些偏难的知识点或题目，以求在大赛时拉开理论考试的分差。

二、微生物培养及分离

1.微生物涂布和划线分离培养注意事项

（1）酒精擦手、擦拭工作台面及实验工具：在评分细则里面讲到了文明操作分，关键在于操作者是否有该动作，是否擦拭彻底，比如无菌试管、斜面菌种试管和盛装培养基及无菌水的蓝盖瓶，都需要仔细擦拭。

（2）宜整理思绪并稳定情绪。

（3）培养皿及器的清理及摆放：该操作点也是文明操作的一部分，在保证得分的同时，也保证了后续操作的顺利进行。要检查是否有仪器遗漏，以便及时向裁判和大赛志愿者申请补上，期间有助于及时进行试管编号：共六个培养皿和三根无菌试管。该步骤保证了后续操作的有序性，涂布和划线及试管的编号要明确，且要有对应的关系。

（4）倒培养基：要注意的是，必须在该操作之前用酒精棉球擦拭双手，做到无菌操作，将15～20mL冷却至50℃的无菌培养基倾注于无菌培养皿内，将培养皿稍加旋转振荡均匀后，置于水平位置，待凝固，共倒置6个培养皿。该操作一定要注意防止培养基倒出培养皿或滴落在操作台面上，同时操作一定要在酒精灯火焰附近进行。

（5）无菌水的转移：该步骤的关键在于吸取无菌水和调节液位时的准确熟练，并且无无菌水洒出的现象。用完的移液管必须过火之后倒插入废液缸中，不能出现用完的移液管直接放于操作台面上的操作。每次用过的洗耳球也要倒放于操作台面上。此操作完毕后，盖上无菌水蓝盖瓶瓶盖。要求每次移液时，试管先过火焰之后打开再过火，移取完毕也是先过火焰之后盖上棉塞再过火，最后放于试管架上。必须注意的是，移液时右手上至少夹着一个棉塞。

（6）挑菌稀释：要注意接种环火焰灭菌技巧及余菌的灼烧处理，正确使用移液管，保证无交叉无污染。

（7）台面的清洁：操作完之后熄灭酒精灯，整理台面，恢复到操作之前的样子，并举手交卷离开。

2.染色判断的注意事项

（1）仪器的清理及摆放：该操作点也是文明操作的一部分，检查是否有遗漏，按照自己平时训练的习惯摆放，稳定情绪。

（2）酒精擦手、擦拭工作台面并清洗载玻片：该实验操作虽然对无菌要求得不是很严格，但依据评分细则，要有动作体现。

（3）清洗载玻片：点燃酒精灯，挑取三块载玻片用酒精棉球擦拭清洗（注意防止破损载玻片），洗净后将其整齐地放在操作台面上，待其干燥之后用记号笔编号。

（4）选菌并做记号：从培养皿中挑选三个菌落形态不同的菌，然后在所选中的菌落对应的培养皿底部做上记号并编上1，2，3。

（5）制片：在其火焰附近向三块洗净的载玻片上分别滴取一小滴生理盐水，放置在台面上，分别取出所选菌种，对照编号，在相应的卷面表格上记录好菌落特征（表面湿度、大小、粗糙度、边缘是否整齐、菌落形态，颜色，等等），后挑取所选取的菌落于生理盐水中涂布均匀（涂菌的直径不能大于1㎝），每次挑菌前后都要灼烧接种环上的余菌。

（6）染色：进行结晶紫的初染1分钟、碘液的媒染1分钟、酒精的脱色10～20秒及番红的复染5分钟，染色要注意时间的把握，太长太短都会出现误差，特别是脱色，脱色太久会把阳性菌染成阴性菌，反之会把阴性菌染成阳性菌。染色时，每一步染完都要用蒸馏水冲洗涂片，注意冲洗时要控制水的流速，并要求废水流入废液缸中，不得洒落在台面上。

（7）显微镜镜检观察：待染色后的涂片干燥后分别置于显微镜载物台上，依次用低倍镜确定视野、高倍镜观察之后，再用油镜观察，并且对应地描述记录其细菌特征（要求记录其颜色是紫色还是红色、形状、棒状的长径比、是否有芽孢形成，等等）。

（8）清理显微镜及台面：要求先用干净的擦镜纸擦拭油镜，之后用干净的擦镜纸蘸取二甲苯擦拭，最后用干净的擦镜纸再擦拭一遍。

三、仿真——青霉素的发酵

大赛软件由北京东方仿真软件技术有限公司提供，青霉素的发酵包括空罐灭菌、实罐灭菌及正常发酵三个阶段：

1.空罐灭菌

微开夹套预热蒸汽阀门VA1，预热发酵罐，发酵罐内温度达到85℃以上，此处需注意温度达85℃时要快速打开VA2阀门。打开加热蒸汽进汽阀VA2，发酵罐内温度达到121℃，此处需注意温度达121℃时要快速打开VD1。

打开备料阀VD1，打开氨水阀VD2，打开前体阀VD3，打开消泡剂阀VD4，打开排气阀V09，打开补糖阀V01，打开硫氨阀V10，打开空气进气阀V02，打开出料阀V08，达到灭菌时间0.5h后，关闭VA2，当发酵罐泄压完毕后，关闭备料阀VD1、VD2、VD3、VD4、V09、V01、V10、V02、V08、VA1。

2.实罐灭菌

进料（基质），开备料泵及备料阀VD1，备料后（罐重100T）关备料阀及备料泵，在罐重达98吨左右时就可以快速关备料阀及备料泵，防止因加料过多而容易造成的后续操作爆罐。此处最容易失误的是忘记关备料泵。打开搅拌器开关，设置搅拌转速为200转，此时易容易忘记开搅拌造成失分。打开预热蒸汽阀VA1，预热发酵罐，发酵罐温度达到85℃，此处需注意温度达85℃时要快速打开VA2阀门。打开加热蒸汽进汽阀VA2，加热发酵罐维持发酵罐温度在121℃，此处需注意温度达121℃时要快速打开VD1阀门。打开备料阀VD1，再次灭菌，灭菌时间达到0.5小时后，关闭阀门VA2，此处灭菌时间一定要达到，否则会扣分。当发酵罐泄压完毕后，关闭备料阀，不一定要等到压力为0，只要在1以下即可。关闭预热蒸汽阀VA1，一定是泄压完毕后才能关阀门VA1。

3.正常发酵

发酵罐温度降到25℃后，启动空气供应消毒系统，开通风阀，降温比较慢，必须全开冷凝水才能快速降温，争取操作时间。进空气阀门开度和排空阀的开度比为10：7。投加菌种，点一次加菌种按钮即可。开补糖阀V01（保持残糖浓度为5Kg/M3），开加硫铵阀V10（保持硫氨浓度为0.25Kg/M3），启动进料泵2，设定频率（先设50之后设定为5），开前体阀（保持前体浓度不超过1Kg/M3），启动进料泵3，设定频率（先设定为100之后，边看泡沫高度边递减频率到0），打开阀VD4，加消泡剂，启动进料泵1，设定频率（先是30待发酵稳定即发酵时间为120h之后调到6～8），打开阀VD2，加氨水，调PH值，在投加菌种之后应该先开VD4才可以使泡沫高度不超过35cm，发酵过程中及时补糖，保持残糖浓度为5Kg/M3，发酵过程中及时补硫氨，保持硫氨浓度为0.25Kg/M3，发酵达到120小时之后残糖和硫氨的浓度基本上是不会变化多少的了。发酵时不用管温度，因为它会自动维持在25℃，控制pH值在6.8左右，但不可高于7.0或低于6.0。控制通风阀及排气阀开度，保持发酵罐压力为0.07MPa，压力控制得越早分数长得越快也越高。控制前体浓度时先打开一下马上又关掉，等青霉素的浓度在长时再打开其阀门，不应超过1Kg/M3，控制通气阀开度，保证发酵罐中溶解氧浓度不低于30%。超负荷生产，满罐，青霉菌浓度达到40kg/m3以上，青霉素浓度达到50000unit/m3以上。出料：停止进空气，停搅拌，关闭所有进料，开阀出料。

四、结束语

以上是获得“优秀指导教师”称号的教师和获得“个人一等奖”的参赛选手在长期的实践探索中总结出的一点经验。大赛的目的不是要求参赛选手都按照统一的标准来执行，这样会难有创新。当然，通过大赛的锻炼，也是一种不断改善创新教育软硬条件的有效手段。[2]

参考文献：

[1]彭东黎，李柏林.高职院校技能竞赛与专业建设问题研究[J].职业教育研究，2012，（3）.

[2]陈晓勇，王谦.高职院校技能竞赛运行机制的现状及对策[J].无锡职业技术学院学报，2012，11（2）.