现代生物化学技术在食品中的应用及展望.ppt

现代生物化学技术在食品中的应用及展望 现代生物化学技术 基因工程技术生化分离技术生化分析检测 10 1基因工程技术及其在食品工业中的应用及展望 基因工程技术是现代生物技术的核心内容从二十世纪七十年代诞生以来 在短短的几十年间已经得到了迅速的发展和广泛的应用它从本质上改变生物及食品性能的特性 越来越受到食品科技工作者的重视 并使得食品的概念从农业食品 工业食品发展到了基因工程或生物技术食品 在21世纪 以基因工程为核心的生物技术必将给食品工业带来一场革命 1972年 美国斯坦福大学医学中心的保罗 伯格和他的同事选择SV40 猴病毒 为研究对象 打开SV40的环状DNA分子 把从 噬菌体中切割下来的基因片段接到打开的SV40DNA分子上 成功地获得了新的DNA分子 幸运地成为世界上第一位操作基因重组DNA分子的科学家 到1975年 伯格成功地用SV40携带外加的细菌基因或动物基因引进了培养的细胞 并在培养的细胞中得到了显示 由于伯格对重组DNA分子进行的根本性研究 从而获得了1980年的诺贝尔化学奖 然而 基因工程的正式诞生是以科恩和博耶1973年建立的基因工程的基本模式为标志的 他们将大肠杆菌体内的两个不同的质粒提取出来 拼接成一个杂合的质粒 当杂合质粒被导入大肠杆菌后 它能在大肠杆菌内复制并表达双亲质粒的遗传信息 这是基因工程的第一个成功的克隆转化实验 科恩和博耶的实验向人们证实 基因工程很容易打破不同的物种之间的界限 可以根据人们的目的和意愿定向地改造生物的遗传特性 甚至创造新的生命类型 10 1 1基因工程技术概论 基因工程技术 重组DNA技术 分子克隆技术 在体外将供体核酸分子 不同基因进行人工 剪切 组合 和 拼接 使基因得以重新组合 然后掺入到原先不含这类分子的宿主细胞中 受体 进行稳定的繁殖 即 使新的基因在受体细胞中表达产生人类所需要的物质或组建新的生物类型 问世不久影响巨大发展潜力巨大 基因工程研究的主要内容包括以下6个步骤 书本226面 纵向体系 横向体系 电泳 离心 分光光度等 生化技术 基因工程 10 1 2基因工程技术在食品工业中的应用 10 1 2 1改良食品原料品质和加工性能 1 改良蛋白质类食品食品中动植物蛋白由于其含量不高或者比例不恰当 可能导致蛋白营养不良 采用转基因的方法 生产具有合理营养价值的食品 让人们只需要吃较少的食品就可以满足营养需求 例如 豆类植物中蛋氨酸的含量很低 而赖氨酸的含量很高 而谷类作物中的对应氨基酸含量正好相反 通过基因工程技术 可将谷类植物基因导入豆类植物 开发蛋氨酸含量较高的转基因大豆 我国学者把玉米种子中克隆得到的富含必需氨基酸的玉米醇溶蛋白基因导入马铃薯中 是的转基因马铃薯块茎的必需氨基酸提高了10 以上 2 改良油脂类食品对油脂品质的改善主要集中在2个方面 控制脂肪酸的链长和饱和度油脂的酸败是导致油脂品质下降的主要原因 而豆类中的脂氧合酶在酸败过程中扮演重要角色美国DuPont公司通过反义抑制 共抑制油酸酯脱氢酶 开发成功高油酸含量的大豆油 具有良好的氧化稳定性 适合做煎炸油 3 改良碳水化合物 对碳水化合物的改进是通过改变酶来调节其含量高等植物中涉及淀粉合成的酶类主要有 ADPP葡萄糖焦磷酸化酶 淀粉合成酶和分支酶 通过反义基因抑制淀粉分支酶可获得完全只含有直链淀粉的转基因马铃薯 油炸后的产品更具有马铃薯风味 更好的构质 较低的吸油量和较少的油味 4 改良果蔬采收后的品质 通过基因工程的方法生产耐储藏果蔬 乙烯促进果实 器官成熟和衰老反义基因技术抑制乙烯合成 抑制ACC合成酶 ACC氧化酶 5 改良发酵制品的品质发酵工业的关键是优良菌株的获取 除选用常用的诱变 杂交等传统方法外 还与基因工程结合大力改造菌种 如 改良面包酵母菌的性能 面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物将优良酶基因转入面包酵母菌以后 含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母高 面包加工中产生二氧化碳气体量提高 最终可生产出膨发性良好和松软可口的面包采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母以后 即可直接利用淀粉发酵 使生产流程缩短 工序简化 6 其它 开发食品疫苗和保健食品食品疫苗就是将致病微生物的有关蛋白 抗原 基因 通过转基因技术导入植物受体中进行表达 得到具有抵抗相关疾病的疫苗已经获得成功的有 狂犬疫苗 乙肝表面抗原等10多种转基因马铃薯 香蕉 番茄的食品疫苗 可以采用转基因手段 在动 植物细胞中 得到基因表达而制造有意与人类健康的保健成分或者有效因子把人的血红素基因克隆到猪中 最后 猪的血液可以用作人类血液的代用品 10 1 2 2食品安全检测 解决快速 准确检测食品微生物及其毒素的问题 酶免疫分析法 单克隆抗体法 DNA探针法等 以DNA探针技术为例 原理就是核酸杂交2条碱基互补的DNA链在适当的条件下可以按照碱基互补配对原则形成杂交分子如果将某一种微生物的特征基因DNA双链中的一条进行标记 例如 用32P标记即可制成DNA探针 通过考察待测样品中与标记性DNA探针能否形成杂交分子 即可判断出样品中是否含有此种微生物 并且还可以通过测定放射性强度考察样品中微生物数量 10 1 3展望 随着生物化学和分子生物学的进一步发展 基因工程技术在食品工业中的应用日益广泛 这几大促进食品工业的发展 也为人类最终解决粮食短缺 消除饥饿带来了希望 在食品工业中的应用具有极其广阔的前景和美好的未来但是对于发展基因工程技术必须抱有谨慎的态度 因为这一高新科技的发展也有可能给人类带来潜在的负面影响 对于基因工程食品来讲 由于食品与人类生命健康直接相关 开发转基因食品除了要解决技术问题 还要使之被社会所接受 在进入市场之前必须经过充分的毒理学鉴定及安全性评价 向消费者确保它们的质量和安全 同时也需要考虑伦理道德方面的因素 充分尊重消费者的生活习惯 新的基因工程食品将不断问世 从长远来看 基因工程食品的安全性评价体系的构建及基因食品的安全性评价将是今后食品安全性研究的热点课题 10 2现代生化分离分析技术及其在食品工业中的应用 10 2 1现代生化分离技术概述10 2 1