生物技术在食品中的应用

生物技术和食品，斗洁2013-11，生物技术是什么？ 生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程5个方面。 该技术是利用生物体(微生物、动物细胞、植物细胞)或其组成部分(细胞器、酶)在最佳条件下生产有价值的产物或进行有益过程的技术。 基因工程、微生物、蛋白质和酶、动植物个体和细胞、工程菌、发酵工程、蛋白质和酶工程、特定产品、细胞工程、优良品种系：， 食品等人体必需的营养素、矿物质、脂质、蛋白质、维生素、碳水化合物、水和食物纤维功能：其一是作为能量物质，提供人体必需的能量(主要是蛋白质、碳水化合物和脂质)，其二是人体的“建筑”材料。 供给人体所需的能量主要是蛋白质，其三是调节物质，通过调节人体的生理功能，主要有维生素、矿物质、食物纤维等。 国家以民为天民，以食为天食，以安为先，将膳食营养金字塔、生物技术和食品、生物技术和食品加工生物技术与食品贮藏和保鲜生物技术和食品添加剂生物技术应用于食品分析，转基因食品食品安全、生物工程技术在食品目的中的应用， Quantity :提高数量Quality :提高质量Cost :降低成本(酶、生物发酵技术的应用会大大降低生产成本) Control :安全和质量控制，木瓜蛋白酶，有人会做饭吗？ 我想把肉菜煮得嫩些，我们经常用的是什么，是嫩肉粉。 其主要成分是从木瓜中提取的疏松剂木瓜蛋白酶。 从木瓜等动植物种类中提取我们需要的酶有很多不便，量少，原料少。 利用微生物能大量生产蛋白质吗？ 答案是肯定的。 我们的生物技术有scp技术。1.1生物技术和食品加工，1.1单细胞蛋白(singlecellprotein，SCP )单细胞蛋白是指通过发酵获得酵母、细菌、霉菌，培养蘑菇、单细胞藻类等微生物，并产生大量蛋白质。 当前人类发展面临的重大问题之一是人口爆炸，在我们的发展中国家尤为突出。 伴随的问题是食物不足，食物不足中以蛋白质不足为主。 对蛋白质的巨大需求产生了SCP技术。 SCP技术利用富含蛋白质的藻类大规模培养微生物，从中提取蛋白质。 为了利用微生物生产蛋白质，我们不容易发挥一些优点。 一些重要的单细胞蛋白、酵母蛋白真菌中的酵母早期应用于食品加工，酿造、烘烤等食品细菌蛋白的生产一般是以烃(天然气或沥青)或甲醇为基质的藻类蛋白最受小球藻和螺旋藻的关注，是海水中快速生长的两种微藻类， 必需氨基酸中除含硫氨基酸少外，利用其他必需氨基酸丰富的微生物生产SCP的优点如下：1.微生物繁殖生长速度快2 .筛选出生长率优于动植物的个体3 .蛋白质含量高，营养价值高。 4 .生产所需场所小5 .原料来源广泛，更现实的想法是不直接向人们提供scp，作为家畜饲养scp现在的应用限制，scp生产的食物接受程度低。 人们的政治心理和心理因素往往包括抵制来自微生物的产品的心理、宗教社会的影响、不同地区的饮食习惯和禁忌等。 各种美味的乳制品，日常生活中很多人喜欢酸奶、乳制品等，其生产离不开我们的生物技术。 1.2乳制品生产，乳酸杆菌对乳制品的利益：1.对人无害，对不良细菌有抑制作用；2 .改善乳制品的味道质量；3 .对人体胃肠有极大利益，乳制品包括以鲜牛(羊)乳及其制品为主要原料加工制成的产品。 包括酸奶、奶酪、酸奶等。、革新(牛凝乳酶)、从犊牛细胞中分离凝乳酶原mRNA，在低PH下将凝乳酶原转化为活性凝乳酶，表达凝乳酶原分泌到肉汁培养基中，cDNA克隆转移到表达载体中，载体转移到适当的微生物、凝乳酶原DNA的生化合成、mRNA逆转录到cDNA中，测定其氨基酸序列、凝乳酶其生产工艺属于传统的微生物发酵。 调味料、酱油俗称丰油，是经过大豆、淀粉、小麦、食盐炼油、发酵等工序制成的。 酱油的成分比较复杂，除食盐成分外，氨基酸、糖类、有机酸、色素、香料等成分较多。 以咸淡为主，还有鲜味、香味等。 醋是调味料中常用的品种，醋又称食醋、酰基、苦酒等，是料理中常用的液体酸味调味料。 味精是调味料的一种，主要成分是谷氨酸钠。 味之素的主要作用是增加食品的鲜味，在中国菜中被使用最多，也被用作汤和调味汁。 调味料、酒精饮料、酒精发酵的原材料主要有糖类物质(水果、木汁、蜂蜜等)和淀粉物质(谷类)两种。 最常用的发酵微生物是酿酒酵母，该微生物可以吸收利用单糖，转化为酒精。 用粮食酿造酒，首先要把粮食中的淀粉分解成葡萄糖(糖化)，使葡萄糖发酵生成酒精。 我国酿酒与西方不同的地方是用“曲”酿酒，而西方则用麦芽和酵母菌酿酒。 将曲霉的分生孢子转移到酒精饮料、酒曲、强烈蒸煮的白米中，保温后，米粒中菌丝会繁茂，变成酒曲。 由于曲霉淀粉酶的强力作用使大米淀粉糖化，很早以前就和麦芽一起作为砂糖的原料，用于酒、甜酒、味增等的制造。 用麦代替大米的叫做麦曲。 大量的微生物糖化和酒精发酵两个过程同时进行，1.4蔬菜腌制是早期保存蔬菜的非常有效的方法。 目前，蔬菜腌制由简单的保存手段转变为独特的风味蔬菜制品加工工艺。 酱汤这种传统食品是我国人民历代智慧的结晶，是祖国宝贵文化财富的一部分。 目的是抑制微生物。 两个方面：高渗透高酸性泡菜主要是乳酸菌发酵产生大量乳酸，盐渗透压抑制腐败微生物。 1.5面包烘烤和谷类食品发酵，馒头和面包都是用酵母发酵的。 面包、面包是指以黑麦、小麦等粮食作物为基本原料，首先制成粉末，再加入水、盐、酵母等和小麦粉制成面团，然后用烤、烤、蒸、烤等方法加热制成的食品。 整个发酵的目的是发酵(co2发生)，味道和面团的疏松膨胀。 暄腾的多孔馒头和面包的区别在于面团的烘烤和蒸熟，1.6豆类发酵，霉菌，腐乳是二次加工的豆制食品，是中国着名的民族特色发酵调味料，1.7酶和食品加工，化学反应的进行需要高温高压，条件严格。 采用生物发酵法、酶法等工艺简单易行，条件易于控制，生产效率大幅提高。 在我们食品加工中应用较多的是酶的应用。 提高食品产量提高食品质量改善原材料和能耗改善工作条件降低成本，食品加工业的主要酶能利用基因工程大规模生产吗？ 2.1生物技术和食品的贮藏和保鲜、物理方法、食品食用的重要问题之一是贮藏和保鲜，我们所处的环境充满了大量微生物，食品中的大量水分和营养物质是微生物繁殖的优良场所。防止微生物污染：低温、隔气、冷冻等2.2.1酶工程在食品保鲜中的应用，酶是生物催化剂，食品在酶的作用下会引起变质糜烂。 如何应用于保鲜？ 直接杀死微生物利用酶消耗氧气的葡萄糖氧化酶(EFAD )是需要氧气的脱氢酶。 采用葡萄糖氧化酶可以清除食品和容器中的氧气，有效防止食品变质，可用于茶叶、冰淇淋、奶粉、啤酒、葡萄酒等饮料制品的包装，方法1 :利用酶消耗氧气，方法2 :直接杀灭微生物，机理2 :细菌细胞壁肽多糖正乙酰溶菌酶，2.3生物技术和食品添加剂，食品添加剂是指为了改善食品质量，必须添加化学合成物和天然物质，以提高香味和防腐与加工技术的单价。 能合理使用吗？ 2.3.1调味料和香料、香料、醋、味之素、1 .酸味料是以给食品带来酸味为主要目的的食品添加剂，给人以清爽感，增进食欲。 一般具有防腐效果，并溶解纤维素、钙、磷等物质，帮助消化，增加营养2 .鲜味剂增强食品风味的食品添加剂。 根据化学性质主要分为两类。 包括氨基酸类和核苷酸类，许多氨基酸的生产都是通过微生物的发酵得到的。 例如谷氨酸和赖氨酸是由棒状杆菌和棒状杆菌产生的，3 .甜味剂是指给食品和饲料带来甜味的食物添加剂。 糖类和非糖类甜味剂4 .食用香料食用香料简称食用香料。 为提高食品风味而添加的香味物质，新型甜味剂、传统甜味剂主要为甜菜糖和蔗糖。 缺点：1.生活水平的提高，产量不能满足需求，需要寻找替代品，大量摄取糖对人体健康有不利影响，新型甜味剂、甜度的上升对体内糖代谢无影响，新型甜味剂、传统甜味剂与替代甜味剂的甜度比较，食用香料，为什么食物有香味？ 香料中含有很多含-或-内酯的内酯类化合物。 目前，全球80%的香料是化学合成的，其使用安全性受到很多限制，但天然香料是从动植物种中提取的，安全无毒，来源有限，价格高。 如何解决这个问题？2.3.2天然色素、食用色素是色素的一种，人可适量食用的食品在一定程度上是改变原色的食品添加剂。 为什么要谈论颜色的变化？天然色素与合成色素相比具有不可比拟的优点：大部分安全无毒、无副作用，而大部分天然色素属于花青素、黄酮类、类胡萝卜素化合物。 含有酮类，具有抗氧化作用。 天然色素很好，但很难求。怎么解决呢？ 1、组织培养法2、微生物发酵法3、酶反应法、2.3.3生物防腐剂、生物防腐剂是指通过生物培养、提取、分离技术从生物中得到的抑制杀死微生物的物质。 目前使用的食品防腐剂主要是化学合成的，其高残留性高毒性越来越被消费者排斥。 怎么办？ 乳酸链球菌(Nisin )是乳酸链球菌产生的多肽物质，由34个氨基酸残基组成。 食用后，在人体生理pH条件和胰蛋白酶的作用下立即被氨基酸水解，不会改变人体肠道内的正常菌群，也不会与其他抗生素产生交叉抗性，是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂。 商业化，应用于罐头食品防腐。 人体是可以吸收的。2.4生物技术在食品分析中的应用，生物传感器和食品检测中的应用免疫学技术和食品安全检测分子生物学技术和食品安全检测中的应用在生物芯片和食品安全检测中的应用， 应用于食品检测1农药和抗生素残留的分析2食品添加剂的分析3污染微生物的检测4生物毒素的检测细菌毒素真菌毒素5食品新鲜度的分析，生物芯片及其应用于食品安全检测的生物芯片，多个生物识别分子(如DNA片段、RNA片段、抗原抗体分子和蛋白质、肽分子) 固定了的小载体(硅晶片、载玻片等)以预先设定的排列附加在芯片表面，通过生物分子牧民性亲和反应，检测试样中的检测对象成分分别与固定在芯片上的生物识别分子发生结合反应，实现了样品的分析和检测，2.5转基因食品， 利用现代的分子生物学技术，将某些生物的基因转移到其他物种，改造生物的基因物质，使其在形状、营养品质、消费品质等方面成为人们所需要的目标。 以转基因生物为直接食品，以原料加工生产的食品是“转基因食品”。 虽然、转基因食品的例子有利于利用基因工程技术改善农作物的质量(口感、营养、质感、颜色、形态、酸度、成熟度)，但是它们的有利形状能移植到生物细胞中来确保这些生物和有利特性(例如产量高、抗虫、营养高)吗？ 二、对转基因食品的争议(一)影响人类健康的食品所具有的抗生素可能给动物和人类肠道病原微生物带来耐药抗昆虫农作物安全性的抗病毒作物可能危害人体健康(二)对环境和生态的影响转基因作物本身变成杂草， 超级杂草的产生可能成为毒蛋白质转基因作物花粉的安全问题，可能污染人类食品供给，超级病毒和新病害将来可能破坏环境，威胁生物多样性的利益可能破坏农业。 (3)贸易和政治影响转基因作物的贸易纠纷实际上是欧美贸易和政治关系的新对抗。 欧美经济与政治利益的矛盾长期以来，对转基因作物的争论不是技术本身的争论，而是违反了事物的自然发展规律吗？ 哲学问题？ 明天，我们打开潘多拉魔盒，赌上转基因食品的危害，未来，画外音，食品安全，疾病从口入，食品质量不安全，影响人们的健康。 食品安全问题关系到全人类的生活、生存和持续，是人类发展的重要课题。 古语有云、食品安全危害的分类、生物危害、化学危害、物理危害。烹调必须适当，生物危害，常见生物危害包括细菌、病毒、寄生虫、霉菌及其毒素。 细菌：个体小，肉眼无法直接观察，需要用显微镜观察。 食品中细菌的危害主要有两个方面： 1引起食品腐烂变质的双食源性疾病和食物中毒。 病毒：它的微小，需要靠电子显微镜。 病毒对食品的污染并不像细菌那么普遍，但一旦发生污染，结果就会非常严重。 病毒有感染性，为人、乙型肝炎、艾滋病、狂犬病等。 寄生虫：两种生物共同生活，一方受益，另一方受害，构成寄生关系。 家畜、水产品是许多寄生虫的中间宿主，吃含寄生虫的食物会感染寄生虫。 例如，吸虫的中间宿主是淡水鱼、龙虾等节肢动物，烹调不当会感染吸虫。 霉菌及其毒素：霉菌是形成分枝菌丝的霉菌的总称。 霉菌破坏食品质量，产生毒素，如黄曲霉毒素，染色黄曲霉毒素。、化学危害1 .重金属如汞、镉、铅、砷等是危害食品安全的金属元素。 (1)农用化学物质的使用、工业三废的污染；(2)食品加工过程中不符合卫生要求的机械、管道、容器及食品添加剂中含有有毒金属；(3)食品植物在生长过程中从含有高金属的地质中吸收有毒重金属。 2 .自然毒素多种食品含有自然毒素，如萌发的马铃薯(马铃薯)含有大量的龙葵毒素，可能引起中毒或死亡的肝胆所含的5-a线圈醇，会伤害人的肝肾和心脑，产生引起中毒和死亡的霉菌，甘蔗中含有3 -