绪论食品生物技术进展

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1、食品生物技术 （Food Biotechnology） 选修课、36学时 上课时间:1-9周 成绩构成: ppt + 期末考试 期末考试：60分 平时成绩: ppt 汇报40分。食品生物技术内容 基因工程及其在食品工业中的应用 发酵工程及其在食品工业中的应用 酶工程及其在食品工业中的应用 细胞工程及其在食品工业中的应用 蛋白质工程及其在食品工业中的应用绪论:食品生物技术应用进展 1 RNA干扰技术及其食品应用 2 PCR技术及其食品应用 3 噬菌体展示技术及其食品应用 4 生物芯片技术及其食品应用 5 酶修饰技术及其食品应用 6 蛋白质工程及其食品应用 7 ATP生物发光检测技术及其食品应用

2、8 生物传感器及其食品应用 9 免疫技术及其食品应用 10 发酵技术及其食品应用本课程要学习的内容：绪论食品生物技术应用进展生物技术位于七 大高新技术之首生物技术生物技术 航天技术 信息技术 激光技术 自动化技术 新能源技术 新材料技术。高新技术在20世纪90年代初，“21世纪是生命科 学的世纪”还是科学家的预言，仅仅十 年的发展，在刚刚进入21世纪，这个预 言正在变成现实。 圣经载，上帝在创世纪中创造了 果木、动物和人；21世纪人类已经成为 造物主，因为基因和细胞工程使人类能 够改变生命并创造生命，囊胚西游记中孙猴子拔几根 猴毛吹出几个小猴子的 神话正在变成现实。生物技术是21世纪的主导技术

3、 生物技术是近20年来发展最为迅速的高新技术， 作为21世纪高新技术的核心，对人类解决面临的 食物、资源、健康、环境等重大问题将发挥越来 越大的作用。 近10年来，生物技术获得突破性发展，生物技术 产业产值以每3年增长5倍的速度递增，以生物技 术为重点的第四次产业革命正在兴起，预计到 2020年，全球生物技术市场将达到30，000亿美元 。 食品生物技术的地位食品生物技术的地位 生物技术与人类健康 生物技术与农林业 生物技术与食品化工 生物技术与能源、材料 生物技术与海洋 生物技术与航空航天 生物技术与环保及军事食品生食品生 物技术物技术 属于属于 生物技生物技 术的分术的分 支学科支学科生生

4、 物物 技技 术术食品生物技术定义 食品生物技术是生物技术的一个 分支学科。 是生物技术在食品原料生产、加 工和制造中的应用的一个学科。 包括了食品发酵和酿造等古老的生物技术加工过程，也包括了应用现代生物技术来改良食品的原料及其加工品质的基因工程、酶工程、细胞工程和蛋白质工程等。生物技术涉及的学科高新技术的 重要特征之 一是学科横 向渗透，纵 向加深，纵 横交错，发 展迅速基本特点 ：（1）现 代生物技 术产品销 售额增长 迅速（2）新 医药是现 代生物技 术的主体 产品（3）农 业领域将 掀起生物 技术产业 发展的第 二个浪潮生物技术的特征传统生物技术：以酿造技术和发酵 技术为主。是指旧有的

5、制酱、醋、酒、 奶酪、酸奶及有机酸的传统工艺。 现代生物技术：以重组DNA技术为核 心。包括基因工程，发酵工程，细胞工 程，酶工程和蛋白质工程。生物技术的形成和发展1.传统生物技术 最早的生物技术可以追溯到公 元前6000年，在西方，开始啤酒 发酵、面包的发酵、酒精饮料和 果汁发酵，制醋等。在我国新石器时代后期，我国人 民就会利用谷物造酒，以后出现 酱和醋. 公元10世纪，我国就有了预防天 花的活疫苗。2. 现代生物技术的发展1)现代生物技术是以70年代DNA重组技术的 建立为标志的。 2)1973年，美国加利福尼亚旧金山分校的 Herber Boyer和斯坦福大学的Stanley Cohen

6、共同完成了一项著名的实验。在 DNA连接酶的作用下,将两个具有EcoRI粘 性末端的的质粒连接形成新的DNA组合.图生物技术在食品领域的应用 近10年来，生物技术获得突破性发展，生物技术 产业产值以每3年增长5倍的速度递增，以生物技 术为重点的第四次产业革命正在兴起，预计到 2020年，全球生物技术市场将达到30，000亿美元 。 目前食品生物技术产业产值约占生物技术产业总 产值的15-20，国际市场上以生物工程为基础的 食品工业产值已达2500亿美元左右， 作为新的优质食物资源开发的重要手段，食品生 物技术产业已逐渐成为食品工业的支柱，为解决 全球性的食物、蛋白质和健康等问题提供有力支 撑。

7、食品生物技术应用领域:基因工程1)转基因小鼠;转基因动物-体内带有外源DNA的动物2)“乳腺反应器”:工程-哺乳动物的乳腺作为反应器把 大 鼠 生 长 因 子 基 因 转 入 小 鼠得 到 巨 大 型 的 转 基 因 小 鼠 。乳腺反应器羊生产胰 蛋白酶抑制剂一杯羊奶 6000美元基因轉殖番茄：利於長期保存、保 鮮及運送乙烯形成酶基因乙烯形成酶反义DNA反义RNAThe longer shelf life tomato转基因鱼转基因鱼 中科院水生生物研究所鱼类转基因工程组的科学 家们，在朱作言院士的领导下，将草鱼的生长激 素基因注入鲤鱼的受精卵，培育出一种带有草鱼 生长激素基因的转基因鲤鱼F1

8、代和另一种具有草 鱼生长激素基因的转基因三倍体鲤鱼“吉鲤”。 转基因鲤鱼F1代是由黄河鲤和草鱼生长激素 基因组成的转“全鱼”基因鱼，它150天可长至1200 克，最大可达2000克；两年可达5000克。它的生 长速度比普通鲤鱼快140%以上。 将北极鱼体内具有防冻作用的基因提取出 来，再植入草莓之内，就产生了新品种的 耐寒草莓。因此，转基因生物能更好地防 治病虫害，抵御干旱和严寒，产量高。 2 细胞融合紫草细胞可以直接用作消炎药物或色素DollynIn 1997, This was achieved by nuclear transfern Dolly was genetically nide

9、ntical to the donor1996年，Wilmut和他的同事们从一 只白色妊娠绵羊的乳腺刮下若干个 乳腺膜细胞。 然后，从形体较小的苏格兰黑面羊 摘取卵细胞，去除其细胞核（DNA） 。 把白羊的乳腺细胞核放入黑羊的已 去除细胞核的卵细胞中，用电脉冲 使这些细胞融合在一起。微生态保健制品 健康人肠道中存在重要的正常生 理菌群如双歧杆菌、乳杆菌、嗜 热链球菌，这些微生物经过培养 发酵等可以研制成一类活菌营养 保健制品。真菌多糖灵芝多糖灵芝多糖酶制剂在食品科学中的应用 酶在食品工业中的应用十分广泛，几乎 涉及所有食品领域。例如，酒类、乳品 、焙烤食品、淀粉糖、果蔬制品、肉制 品等加工过程

10、.凝乳酶奶酪加工中通过水解 酪蛋白，使液态乳转 变成凝乳蛋白酶水解蛋白质果胶酶水 解 果 胶5 蛋白质工程蛋白质工程指应用基因工程的原理，通过对蛋白质基因中的某个碱基进行定向改变，从而改变蛋白质的氨基酸序列，使蛋白质的结构功能发生变化，产生符合人们所需的蛋白质或酶。蛋白质与酶的基因改造例子1酵母磷酸丙糖异构酶：将Asn14或Asn178改变为 Thr或 Ile后, 酶的热稳定性增加。 2-干扰素(糖蛋白 )：内含有三个Cys (31,141和 17 )， 当Cys17改变为Ser 后, 活性从106U/mg 提高到108U/ mg。 3枯草杆菌蛋白酶:它为一种生物去污剂成分，它 的活性中心含有

11、Met222, Met222改变为Ser, Ala 或Leu时， 在1mol/L双氧水环境中任保持活性 。基因工程：用“剪刀+糨糊”创造新 物种的工程。细胞工程：微观水平的嫁接技术酶工程：让工厂高效、安静、美丽如 画的工程。发酵工程：把微生物或细胞造就成无 数微型工厂。蛋白质工程：巧夺天工的技术。食品生物技术重点开发的领域有：1)高产菌株和耐特殊环境微生物的遗传育种,对 产量上已占优势的产品，提高生产菌的发酵 能力； 分离筛选生物合成新资源、新材料的微生物 ； 采用DNA重组技术构建适应特殊环境的新菌种 。食品生物技术重点开发的领域有 ： 2) 新型食品添加剂的开发和应用: 当今人们要求食品更

12、加天然、低脂低热、低胆固 醇、不用或少用化学合成的添加剂 因此，用生物法代替化学合成法开发新型保鲜剂 、香料、防腐剂、天然色素以及具有免疫调节、 延缓衰老、抗辐射、整肠健胃的功能性食品添加 剂，具有广阔的发展前景。食品生物技术重点开发的领域有 ： 3) 新酶种的开发应用: 继淀粉水解酶的品种配套和应用开拓取得 显著成效以来， 目前三大酶种(淀粉酶、糖化酶、蛋白酶) 的活力达到翻番。 生物技术在对人类生活和社会进步产生全面 深刻影响的同时，与火药、核能等许多重大 发明一样，在造福人类的同时，也可能带来 潜在的负面影响，如果对此缺乏认识，也会 造成不良后果生物安全1.转基因植物扩散可能会造成生态入

13、侵。生态入侵等于转基因植物引种不当 ，造成的爆发性蔓延，破坏了当地的 物种的生存环境，使自然纯在的物种 濒危或灭绝。引种不当的例子屡见不 鲜。生物“引狼入室”还要引多久？ 上海有关部门组织人力在黄浦江上游地区 打捞水葫芦。一种俗称水葫芦的生物疯狂 肆虐我国南方江河湖泊，各地水域警报频 传。100年前被作为花卉引入中国的水葫芦，如 今每年至少投入上亿元巨资打捞。权威人 士指出，小小水葫芦，折射出了一个亟需 警惕的生态安全大问题。据介绍2002年1至 8月，仅上海的水葫芦 约有184万吨，目前 已打捞近60万吨，剩下的主要集中在中小 河道。整治任务之艰巨由此可见。黄浦江水葫芦“With GM so

14、y ingredient” “No GM ingredients absolutely” 3. 转基因食品标识问题6种雀巢食品含有不明基因 雀巢食品，你敢吃吗？ 全球最大的跨国食品商：雀巢、卡夫、联 合利华，在欧洲承诺不使用转基因原料， 但在亚洲却没有此项承诺。 一则关于雀巢公司的消息在网上流传： 雀巢公司在中国大陆和港澳地区销售转基 因食品。雀巢执行双重标准 6种雀巢公司食品含有不明基因，它们是： 雀巢甘脆朱古力，百福豆浆(百福是雀巢公司的牌子)，百福高钙豆浆，雀巢婴儿纯米粉(苹果味)，凤仙雪条，百福豆腐花。撬开雀巢沉默的大门门 2002年，朱燕翎在上海家乐福购买了一袋6 元8角的“雀巢巧伴

15、伴”，包装上并没有标 注含转基因成分，经过有关部门鉴定，其 确实含有是转基因成分。 4月，朱女士以侵犯消费者知情权为由将瑞 士雀巢公司及上海雀巢告上法庭。 此举成就了中国消费者状告食品生产商因 没有标注转基因食品，侵犯知情权的第一 案。朱燕翎，是曾经是雀巢品牌的忠实消费者,上海的 一位“海归”女性。 朱女士有一个3 岁的儿子，非 常喜欢雀巢巧 伴伴包装上的 卡通画，而且 雀巢巧伴伴的 味道也好，她 经常买给儿子 吃。4.人类克隆？美国：Richard Seed, M.D. 法国：布瓦舍瑟里耶(女)意大利：安蒂诺里。意大利专家安蒂诺里法国：布瓦舍瑟里耶Scientific American article reporting the “first” cloned human embryo showing cloned cumulus cells. Advanced Cell TechnologyNov 24, 20015.生物武器灾难生物战剂：是指在军事行动中用以杀伤人蓄和农作 物的致病微生物、毒素和其它生物活性物质的统 称。如生物战剂制成的炸弹也称生物武器。生物战剂的种类：（1）细菌生物战剂：如炭疽芽孢杆菌、鼠疫病菌（ 耶尔森氏菌）、肉毒杆菌、伤寒杆菌、结核杆菌 等。（2）病毒类生物战剂：如黄热病毒、委内瑞拉马脑 炎病毒、天花病毒、埃博拉病毒等。