食品生物技术(复习专用)

1.名词解释1.基因：具有遗传效应的DNA片段。2.质粒：质粒存在于许多生物体中，如细菌和酵母。它们是能在细胞染色体外自主复制的小环状DNA分子。3.限制性酶：一种能够识别特定核苷酸序列并在每条链的特定位置切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键的酶。4.基因工程：也称为基因拼接技术和DNA重组技术，是基于分子遗传学和现代分子生物学和微生物学的方法。杂交DNA分子是由不同来源的基因按照预先设计的蓝图在体外构建而成，然后被引入活细胞，以改变生物体的原始遗传特征，获得新品种并生产新产品。5.酶工程：是指在工业上有目的地建立一定的反应器和反应条件，利用酶的催化作用，在一定条件下催化化学反应，生产人类所需的产品或服务于其他目的的应用技术。6.末端转移酶：一种不需要模板的DNA聚合酶，对脱氧核苷酸与DNA分子3-羟基末端的结合进行催化。7.糖化酶：也叫糖化酶。它能从非还原端水解淀粉的-1.4糖苷键生成葡萄糖，并能缓慢水解-1.6糖苷键转化为葡萄糖。同时，它能水解糊精，糖原的非还原端释放-D-葡萄糖。8.相对酶活：固定化酶和游离酶活与相同量的酶蛋白之比称为相对酶活。9.-淀粉酶：它能水解淀粉中的-1，4-糖苷键。水解产物为糊精、低聚糖和单糖。糊化淀粉的粘度在酶作用后可以迅速降低，从而变成液化淀粉。它也被称为液化淀粉酶、液化酶和-1，4-糊精酶。10.甲基化酶：作为限制和修饰系统的一员，它被用来保护宿主DNA不被相应的限制酶切割。11.葡萄糖异构酶：也称为木糖异构酶，能可逆地转化醛糖，如右旋葡萄糖、右旋木糖、右旋核糖等。转化成相应的酮糖。12.发酵工程：指利用现代工程技术，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用产品，或将微生物直接应用于工业生产过程的新技术。13.分批补料发酵：也称“分批补料发酵”，是指在微生物分批发酵过程中，以一定方式向发酵系统补加一定量的物料，但发酵液不连续向外排出的发酵技术。它是一种介于分批发酵和连续发酵之间的发酵技术。14.分批发酵：分批发酵也称为分批培养。它是指一种微生物培养方法，将有限数量的营养物质放入一个封闭的系统中，然后加入少量的微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定条件下只完成一个生长周期。15.初级代谢物：初级代谢物是指微生物通过代谢活动产生的物质，是其自身生长和繁殖所必需的，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。16.次级代谢物：指小分子物质，如抗生素、毒素、激素、色素等。在生物生长的某一阶段后通过次级代谢合成的，具有非常复杂的分子结构，对生物没有明显的生理功能，或者对生物的生长和繁殖不是必需的。17.初级种子：通过将茄子瓶孢子、营养物或摇瓶种子接种到较小体积的种子罐中获得的种子。18.突变育种：在人工条件下，通过物理和化学因素诱导生物体产生突变，通过选择培育动物、植物和微生物的新品种。19.分子育种：将分子生物学技术应用于育种，在分子水平上进行育种。它通常包括：分子标记辅助育种和遗传修饰育种(转基因育种)。2.简短回答问题1、说明生物技术在食品中的应用(6篇以上)1.利用基因工程改造食品微生物。如面包酵母和啤酒酵母。2.利用基因工程提高食品原料质量。例如增加pla中氨基酸产量4.利用基因工程生产食品添加剂和功能性食品。例如木糖醇生产和氨基酸生产5.将基因工程用于食品包装和食品检测。例如，聚合酶链反应技术被用来检测它是否是转基因食品。6.利用生物技术处理食品工业废水。2.基因工程的三个理论和三个技术基础？三个理论基础：(1)艾弗里等人的肺炎球菌转化试验证明，生物体的遗传物质是脱氧核糖核酸；(2)沃森和克里克发现了DNA分子的双螺旋结构和DNA半保守复制的机制；(3)克里克建立了遗传中心法则，即生物体内的遗传信息是以DNARNA蛋白质的方向传递的。三个技术基础：(1)如何从生物体的巨大双链DNA分子(限制性内切酶)中切割所需的基因片段；(2)如何连接获得的基因片段(脱氧核糖核酸连接酶)；(3)如何繁殖和扩增切割的基因片段(基因载体)。3、常用的靶基因制备方法和原理？(1)目标基因的直接分离。A.限制性酶消化。物理化学。c .获得反转录。(2)基因库筛选方法。A.鸟枪法基因组文库(3)聚合酶链反应。(4)化学合成基因。4、聚合酶链反应的基本原理？流程是什么？基本原则：(1)在模板DNA、引物和四种脱氧核苷酸的存在下，用DNA聚合酶催化合成反应，体外扩增特定的DNA片段。(2)它可以指导特定DNA序列的合成。(3)特异性的DNA片段被快速和大量扩增。反应过程：(1)退化。通过加热到一定温度，双链DNA之间的氢键被破坏，并且双链DNA解离形成两条单链DNA。(2)复性(退火)。当反应体系的温度突然降低时，由于模板DNA分子的结构比引物DNA分子的结构复杂得多，并且反应体系中引物的数量比模板的多得多，引物和互补模板形成局部杂交双链，而变性后通过解离形成的两条模板DNA单链之间互补配对的机会较少。(3)延伸。在4种脱氧核糖核苷三磷酸底物、Mg2等的存在下。Taq聚合酶分别以模板-引物杂交体为模板和引物，催化53方向的DNA链合成和延伸。每个循环的扩增产物作为下一个循环的模板。5.酶的生产方法有哪些？每种方法的优缺点是什么？提取、发酵和化学合成。微生物发酵是常用的。6.酶的提取、分离和纯化方法有哪些？(一)根据酶分子的不同溶解度(1)盐析沉淀法(2)等电点沉淀(3)有机溶剂沉淀法(2)根据酶分子的大小和形状采用不同的方法(1)离心分离法(2)体积排除法(3)超滤(3)根据酶分子电荷性质的方法(1)离子交换色谱；(2)等电聚焦电泳(4)根据酶分子的特定组合的分离方法(1)亲和层析7.酶的分离和纯化应该注意什么？根据溶解度变化的纯化方法更适合于早期纯化阶段，具有更大的规模。然而，柱色谱或电泳分离更适合于后期纯化过程，并且具有较小的规模。一些昂贵的色谱介质方法仅适用于纯化过程的最后步骤。8.酶的固定方法有哪些？A.吸附法(1)物理吸附法；(2)离子吸附法；B.化学键接(1)共价结合法；(2)共价交联法；C.嵌入方法(1)凝胶网格型；(2)微胶囊类型。8.固定化酶的性质和评价指标是什么？(1)固定化酶的性质酶活性变化、酶稳定性变化、最适酸碱度变化、最适温度变化、酶作用的特异性和动力学常数变化。(2)固定化酶的评价指标相对酶活、酶活回收率、半衰期。9、配置和选择介质应注意哪些问题？培养基制备的原则：(1)根据不同微生物的营养需求配制不同的培养基(2)合适的碳氮比(3)适宜的酸碱度(4)适当的渗透压(5)合适的氧化还原电位工业媒体有哪些类型？根据成分的组成，可分为合成培养基和天然培养基。根据状态，可分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基。根据应用，可分为斜面培养基、种子培养基和发酵培养基。4.工业培养基的主要成分是什么？(1)碳源：目前，最广泛使用的碳源是淀粉，主要来自玉米、谷类、木薯等。通过水解获得的各种淀粉糖，如葡萄糖、麦芽糖等。也可以使用。葡萄糖是最常用的，此外还有蔗糖、乳糖等。用于生产疫苗和一些基因工程产品的培养基通常使用牛血清蛋白、牛肉汁、酵母粉等。作为碳源。(2)氮源：氨水、硫酸铵、硝酸铵等。是无机氮源；大豆粉、花生粉、酵母粉和鱼粉都是有机氮源。一般来说，有机氮源更有利于微生物的生长。(3)无机盐：磷酸盐和硫酸镁。(4)特殊生长因子：微生物正常代谢所必需的有机物质，不能用简单的碳源或氮源自行合成。维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶、脂肪酸、卟啉及其衍生物、甾醇、胺等。(5)前体物质和促进剂：前体物质是添加到发酵培养基中的某些化合物，可以通过微生物直接结合到产物分子上；促进剂和抑制剂是在发酵过程中为促进或抑制发酵而添加的物质。如表面活性剂、乙二胺四乙酸、大豆油提取物、黄药、甲醇等。(6)水：天然水含有不同种类和数量的矿物质，具有一定的硬度和碱度。水质对微生物的生长和发酵产物的形成有一定的影响。例如，一些著名的啤酒厂附近有优质水源。5.食品发酵工业对微生物菌株的一般要求是什么？(1)高纯度和稳定性：生产菌株纯度高，不易变异和退化，保证发酵生产和产品质量的稳定性。(2)易培养：该菌株在培养条件(糖浓度、温度、酸碱度、溶解氧和渗透压等)下能快速生长和发酵。)要求不高且易于控制。(3)周期短：菌株的生长速度和产品的产率应该更快，发酵周期应该更短。(4)来源广泛：菌株能在廉价原料制成的培养基上快速生长繁殖，生产所需的代谢产物产量较高。(5)单一产品。(6)不易感染：选择一些不易被噬菌体感染的菌株。(7)非致病菌：不产生任何有害的生物活性物质(包括激素、毒素等)。)以确保安全。三、作文题(2题，每题15分)1.请说出高果糖糖浆生产中常用的糖酶及其作用特点。高果糖糖浆的生产：以淀粉为原料，通过-淀粉酶和葡糖淀粉酶的水解形成葡萄糖，然后通过葡萄糖异构酶的异构化反应制备含有果糖和葡萄糖的混合糖浆。(1)-淀粉酶是一种内切淀粉酶，可随机水解直链或支链淀粉分子的-1，4糖苷键，生成不同长度的低聚糖，最终产物为-极限糊精和少量葡萄糖和麦芽糖；(2)糖化酶：糖化酶，主要催化淀粉和低聚糖的-1，4糖苷键的水解，从分子的非还原端释放-葡萄糖分子。该酶还能缓慢水解-1，6糖苷键和-1，3糖苷键，生成葡萄糖含量为95%-97% (w/w)的葡萄糖糖浆，其DE值为97-98；(3)葡萄糖异构酶：也称为木糖异构酶，能可逆地转化醛糖，如右旋葡萄糖、右旋木糖、右旋核糖等。转化成相应的酮糖。2.综述基因工程技术在酶制剂工业中的应用。凝乳酶是通过基因工程将凝乳酶基因从小牛胃转移到细菌中的第一种酶。利用重组DNA技术生产小牛凝乳酶。首先，从小牛胃中分离出对凝乳酶有特异性的基因。然后，通过逆转录酶、DNA聚合酶和S1核苷酸酶的作用获得编码凝乳酶的双链DNA。然后用质粒或噬菌体作为载体导入大肠杆菌。目前，凝乳酶基因已被引入到大肠杆菌、酿酒酵母、乳酸克鲁维酵母等微生物细胞中，并通过基因工程技术进行表达，生产凝乳酶，取得了良好的效果。近20年来，基因工程菌发酵的食品酶制剂主要包括凝乳酶、-淀粉酶、转化酶、脂肪酶、溶菌酶等。在食品加工过程中，添加一些酶可以改善产品的颜色、风味和质地。例如，蛋白酶可以提高蛋白质的溶解度；谷氨酰胺转胺酶能交联蛋白质分子，可用于提高大豆蛋白的凝胶性，使肉制品等添加大豆蛋白后具有更好的品质；葡萄糖氧化酶可以去除蛋液中的葡萄糖，改善蛋制品的色泽。脂肪酶和蛋白酶可以加速奶酪成熟。葡萄糖苷酶可用于果汁和果酒的调味；木瓜蛋白酶可以分解胶原蛋白，用于嫩肉。其他问题：1.酶的非水相催化水的作用。水的作用：(1)所谓的非水介质不是绝对无水的，它的含水量低于0.01(2)酶活性的构象取决于非共价键如各种氢键和疏水键的相互作用。水分子直接或间接参与氢键和疏水键的形成。(3)酶只能在一定量的水存在下催化反应。水分子层与酶分子紧密结合并保持其催化活性，称为必需水。2.有机溶剂对酶活性的影响。(1)吸附在酶分子上的水的影响。(2)对基材和产品的影响。(3)对酶的直接影响。3.基因工程中的DNA聚合酶有哪些类型？主要活动是什么？常见的DNA聚合酶包括大肠杆菌DNA聚合酶、T4 DNA聚合酶、T7 DNA聚合酶、耐热DNA聚合酶、逆转录酶等活性：脱氧核糖核苷酸可以连续添加到双链DNA分子的引物链的3-羟基末端，以催化核苷酸的聚合。大多数DNA聚合酶需要模板，合成产物的序列与模板互补。4.什么是用于基因工程的大肠杆菌载体，它们的特征是什么？(1)质粒载体一种独立于染色体自我复制的环状双链DNA分子，具有标记基因(2)噬菌体载体菌体颗粒的外壳为蛋白质，内部为线性双链DNA，或环状双链DNA、线性单链DNA和环状单链DNA。它可以分为两种不同的类型：溶菌循环和溶菌循环。溶菌周期性噬菌体(毒性噬菌体)将它们感染的宿主细胞变成噬菌体的“制造商”，产生大量子代噬菌体颗粒。溶源性生长周期噬菌体(温和噬菌体)不产生后代噬菌体颗粒，并且噬菌体DNA整合到宿主细胞染色体DNA中。(3)科斯质粒载体指一种人工构建的质粒载体，含有抗性基因、