《食品生物技术课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《食品生物技术课件（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、食品生物技术（Food Biotechnology）,博士生课程 （The course of lectures on Dr. students）,第一节 食品生物技术的涵义,一、生物技术（Biotechnology） 生物技术是一门以现代分子生物学为基础，研究微生物学、生物化学和生物系统加工技术综合应用的科学。（John E. smith Biotechnology Edword Ainold, 1981） 生物技术是指人们以现代分子生物学为基础，采用基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等新技术手段，按照预先设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的的高新技
2、术（现代生物技术涵义）。,生物技术加工过程模式：,生物原材料 或细胞,基因工程 （克隆技术或DNA重组技术）,新的原材料（已克隆的）或新的细胞（已克隆的）,加工或发酵表达,分离提纯,产品（附加值高）,什么叫克隆？ 克隆（Clone）是指在体外（无性繁殖）准确复制一个基因、一个细胞、一个细菌等等。 Clone-An exact copy of a gene, a cell, a bacterium, etc.,生物技术的特征 高新技术 应用广泛 具竞争力 造福人类,生物技术与其它学科及应用领域 核心：基因工程 基础：分子生物学、生物化学、微生物学、细胞免疫学、 化学工程、计算机科学 手段：基因工
3、程（Genetic Engineering） 发酵工程（Fermentation Engineering） 酶工程（Enzyme Engineering） 细胞工程（Cell Engineering） 蛋白质工程（Protein Engineering）,生物技术的应用 生物制药 诊断 基因治疗 食品 农业 环境 化工 检测,二、食品生物技术（Food Biotechnology）,食品生物技术涵义 食品生物技术是指现代生物技术在食品工业中的应用。具体是指以现代生物科学研究成果为基础，结合现代生物技术手段，用全新方法和手段设计加工制造新型食品和食品原料。 食品生物技术主要研究内容 （1）基因工
4、程改良食品原料、加工材料、食品品质和加工工艺革新。 （2）优化发酵工艺技术，包括上游工程和下游工程。,（3）酶工程催化转化、分解生成目的产物；新酶源开发利用；改造传统食品工艺技术。 （4）动植物大量培养生产功能性食品及其有效成分。 （5）应用于保健食品，绿色食品与有机食品研究开发。 （6）酶法分离技术和生物传感器的应用。 （7）生物技术处理有机废水，与环境工程紧密相关。 （8）再生资源的利用，包括植物纤维素、海产甲壳素等再生资源的利用。,食品生物技术在21世纪食品工业发展的核心位置。 酶工程是食品工业革新的关键性技术。 发酵工程在现代食品生产中占着举足轻重作用。 细胞工程为生产功能食品成分提供
5、有效手段。 蛋白质工程为人类改造生命物质结构的重要手段。,三、食品生物技术的地位与作用,第二节 生物技术的发展历程,一、基因的发现 1865年G. Mendal认为遗传性状是由一对遗传因子 决定的，称为孟德尔遗传规律。 1909年T. H. Morgan做了果蝇遗传因子试验，提出“突变”（Mutation）的概念。 1911年W. Johanssen把遗传因子命名为“基因”（Gene）。 1926年T. H. Morgan的“基因论”一书出版，创立了基因学说。,二、基因本质的发现,1943年O. T. Avery等做了细菌“转化”(Transformation)实验，证明基因的本质是DNA。
6、1953年J. D. Watson和F. H. C. Crick在英国Nature杂志首次提出DNA双螺旋结构模型，阐明了DNA的结构与生物学功能关系，为遗传信息的贮存、传递和利用提供了科学依据，创立了现代分子遗传学和分子生物学，是一个划时代的发现，后来该两位学者因这个发现均获得诺贝尔奖。 基因是指DNA大分子中贮存着成为上千种基因，基因就是DNA分子一个片段。,三、基因工程的创立,基因在不同种之间如何互相转移、接合，形成新的性能优良品种呢？ 1960年发现细菌质粒（Plasmid）或病毒（Virus）可以作为基因载体。 1970年H. O. Smith发现第二类DNA限制性内切酶（Hind，
7、Hind等）和DNA连接酶，解决了目的基因的切割、运载和连接等问题。 1970年S. Cohen和Higa发现E. Coli经CaCl2处理后能接受复制子进入细胞。 1973年H. Boyer和P. Berg等把不同来源基因片段在体外重组获得成功，由此宣告基因工程诞生。,1、改造食品生产的菌种 1990年3月荷兰Gist-Brocades采用基因工程改良了面包酵母并批准上市，其生产面包质量居世界第一。 1994年2月英国BRI公司采用基因工程改良啤酒酵母成功，生产啤酒可省掉淀粉液化阶段。美国ADM公司、日本味之素公司先后于1993年、1996年采用基因工程改良了色氨酸、苏氨酸和维生素B2等生产
8、菌株。,第三节 食品生物技术的应用,2、改良酶制剂的生产菌种 例如制造干酪用的凝乳酶，美国有70%用量是基因工程菌生产的，其纯度达到100%，而小牛胃中提取凝乳酶，其纯度仅为70%-90%。 全球工业上应用的酶制剂，有50%是由基因工程改造过的。,3、酶法降解、转化技术进行食品深加工 （1）淀粉质原料食品深加工制造功能性糖,淀粉,-淀粉酶,糊精,寡聚糖,-葡萄糖苷转移酶,低聚异麦芽糖 （双歧因子之一）,高果糖浆,超高麦芽糖浆,糖化酶,真菌-淀粉酶+脱枝酶,葡萄糖,异构化酶,真菌-淀粉酶,-淀粉酶,糊精,淀粉,淀粉,-淀粉酶,糊精,（2）双糖为原料酶法生产寡果糖,蔗糖,-果糖苷酶,寡果糖（蔗果三
9、糖、蔗果四糖、蔗果五糖）,寡聚半乳糖,乳糖,-半乳糖苷酶,（3）酶法农副产品深加工,新鲜肉类,打碎（浆）,酶法自溶或外加酶降解,分离浓缩,产品（营养品或调味品）,（4）生物技术降解法（或酶法）,虾、蟹壳,预处理,生物技术降解法（或酶法）,虾、蟹壳降解液,膜分离（纳米级）,甲壳素,脱乙酰酶,脱乙酰,片状几丁质糖,有机酸溶解,研 磨,过滤,几丁聚糖粉,脱水,混合（加有机酸）,几丁聚糖（2-氨基葡聚糖）,水溶性几丁葡聚糖,（5）酶法降解制备生物活性肽 玉米蛋白粉在我国年产60多万吨，制备降血压肽。 我国年产6000多万吨肉类有大量下脚料（鸡骨精、牛骨精、复合调味料、生物活性肽等）,4.生物技术在中药
10、提取现代化中的作用 5.生物技术在有机食品、绿色食品和保健食品生产中的应用,6. 基因工程改造动、植物原料，以利于提高食品质量 1997年全世界有120种植物基因工程改造成功，1999年世界转基因作物种植面积为40万平方米(大豆52%、玉米30%、棉花9%、低芥酸油菜籽9%)，其中美国10种，欧盟5种，加拿大8种，日本5种，中国4种。基因工程改造的品种，包括大豆、玉米、油菜子、棉花、马铃薯等。其中大豆占50%，玉米占30%，美国居首位。 7. 基因转移至家畜 1998年基因转移至家畜生产牛生长激素，也可以生产“瘦肉型”猪等。为食品工业提供物美价廉原料。,7.对转基因食品急需制订法制 1980年国际互助开发组织（OECD）制订了有关转基因技术利用指南，认为基因克隆过的生物材料，其中蛋白质被检测是安全的或者与原生物材料在成分、形态、生态上没有差异，可被视为“实质等同性（SE）”原则。其中转基因大豆等被视为（SE），美国、日本相继于1994年和1995年批准认可。但其它转基因食品是否要标识或批准，各国所持态度不一，西欧各国持慎重态度，美国、加拿大、日本则持积极态度，我国在基因工程领域研究开发也处于先进行列，但对转基因食品仍尚未制订一套必要的法规，也尚未指定法定检测单位进行检测评价。,谢 谢！,
