食品生物技术课件

食品生物技术,讲师朱可彤学校吉林工程技术师范学院院系食品工程学院专业食品质量与安全日期第二讲20130823,2,必修课，考察课（含出勤率与随堂考试）教材：食品生物技术王向东等主编东南大学出版社课程时间与教学安排为期10周，共15节课,课程介绍,3,意义与应用对食品、生物制品行业有一定的了解学习目的对生物技术的内容与应用有一定的认知了解生物技术在食品工业中的基本应用学习方法与实际结合与实验结合做好预习并与其它教材结合,课程介绍,4,法国微生物学家路易斯巴斯德(L.Pasteur，1822-1895)巴氏杀菌法狂犬病疫苗。1897年，E.Buchner用石英砂磨碎的酵母胞液能将一分子葡萄糖转化为二分子乙醇和一分子CO2，从而证明酵母细胞中的酵素是真正使糖发酵的物质。,5,1997年，Wilmut等首次不经过受精，用成年母羊体细胞的遗传物质，成功地获得克隆羊多莉（Dolly）,伊恩维尔穆特（I.Wilmut）-“篡夺上帝专利”的人,6,2008年1月17日，美国科学家采用2名志愿者的皮肤细胞，成功克隆出了5个人体胚胎，进而可以开发出有科学价值的干细胞。此成果发表在1月17日出版的干细胞杂志上。,7,一、生物技术形成简史,传统发酵酿酒、制酱、制醋技术；1860年，巴斯德单一霉菌纯粹培养技术；1878年,啤酒酵母单一培养技术；1881年，细菌的纯粹培养技术；1929年，抗菌素盘尼西林发现；1946年，用细菌可以生产氨基酸；1952年，用微生物转化荷尔蒙获得成功；,绪论,8,1953年，Waston、Crick提出了DNA双螺旋结构；1972年，美国斯坦福大学构建了第一个重组DNA分子；1977年，在美国旧金山建立了世界上第一家遗传工程公司。,一、生物技术形成简史,9,二、生物技术定义,生物技术（生物工程），是对生命有机体在分子水平、细胞水平、组织水平、个体水平进行不同层次的创造性设计和改造，使之能定向组建具有特定性状的新物种或新品系，从而造福人类的现代应用技术学科。生物工程主要包括细胞工程、基因工程、酶工程、发酵工程和生化工程等。,10,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。（JohnE.smithBiotechnologyEdwordAinold,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术（现代生物技术涵义）。,11,三、研究生物工程的意义,使人类进入了按照自己的需要人工创造新生物的伟大时代；它是世界新技术革命的三大支柱之一（信息、材料、生物工程），具有相当大的潜在生产力。,12,生物技术的四大体系,基因工程细胞工程酶工程发酵工程,13,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：基因工程（GeneticEngineering）发酵工程（FermentationEngineering）酶工程（EnzymeEngineering）细胞工程（CellEngineering）蛋白质工程（ProteinEngineering）,14,生物制药诊断基因治疗食品农业环境化工检测,四、生物技术的应用,15,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）基因工程改良食品原料、加工材料、食品品质和加工革新。（2）优化发酵工艺技术，包括上游工程和下游工程。,食品生物技术,16,（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。,17,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。,食品生物技术的地位与作用,18,1、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等生产菌株。,食品生物技术的应用,19,2、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。,20,3、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,21,（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）,22,（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,23,（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）,24,4.生物技术在中药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,25,6.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。,26,7.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