《食品生物技术》

1、 基因工程 微生物 动植物个体或细胞 工程菌 蛋白质或酶 发酵过程 蛋白质工程或酶工程 细胞工程 优良的动植物品系 产品 微生物菌体的发酵，比较传统的菌体发酵工业，有用于面包制作的酵母发酵及用于 人类或动物食品的微生物菌体蛋白（即单细胞蛋白，SCP）发酵两种类型。新的菌 体发酵可用来生产一些真菌，如香菇类、依赖虫蛹而生存的冬虫夏草菌、与天麻共 生的密环菌以及从多孔菌科的茯苓菌获得的名贵中药茯苓和担子菌的灵芝等药用菌。 有的微生物菌体还可用作生物防治剂，如苏云杆菌。 微生物酶发酵，目前工业上应用的酶大多数来自微生物发酵。因为微生物具有种类 多、产酶的品质多、生产容易和成本低等优点。如微生物生产的

2、淀粉酶和糖化酶用 于生产葡萄糖。 微生物代谢产物发酵，包括初级代谢产物（在菌体对数生长期的产物，如氨基酸、 核酸、蛋白质、糖类等（这些在食品工业具有相当的重要性，分别形成不同的发酵 产业）和次级代谢产物（在菌体生长的静止期合成，是一些具有特定功能的产物如 抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等）。前者是菌体生长繁殖所必须的。 后者和菌体的生长繁殖无明显关系。特别是抗生素的发酵已成为发酵工业的重要支 柱。 微生物的转化发酵，利用微生物细胞的一种或多种酶，把一种化合物转变为结构相 关的更有经济价值的产物。如菌体将乙醇转化为醋酸的发酵。 生物工程细胞的发酵，指利用生物工程技术所获得的细胞进行培养的

3、新型发酵，如 基因工程菌生产胰岛素、干扰素、青霉素酰化酶等，杂交瘤细胞生产单克隆抗体等 液体悬浮状态是微生物最适的生长环境； 液体中菌体及营养物、产物易于扩散，发酵在均质或拟均质的 条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模； 液体输送方便，易于机械化操作； 厂房面积小，生产效率高。易于自动化控制，产品质量稳定； 产品易于提取、精制等。 优点： 维持稳定的操作条件，利于微生物生长代谢，产率和产品质量也保持稳定； 更有效地实现机械化和自动化，降低劳动强度，减少操作人员与病原微生物 和毒性物质接触的机会； 减少了设备清洗、准备和灭菌等非生产占的时间，提高设备利用率； 延长了仪器探头的寿命（由于灭菌次数

4、的减少）； 容易对过程进行优化，有效提高发酵产率。 缺点： 容易造成污染（由于系统开放和发酵周期长）； 对设备、仪器及控制元器件的技术要求高； 粘性丝状菌菌体容易附壁上生长和在发酵液里结团，给连续操作带来困难。 连续发酵技术目前主要用于理论研究，基本上未进行实际应用。 的基础上，每隔一 定时间按一定比例放出一部分发酵液，使发酵液的体积始终 不超过发酵灌的最大操作容积，延长发酵周期，直至发酵产 率明显下降，才最终将发酵液全部放出。既保留了单一补料 分批发酵的优点，又避免了它的缺点。 机械搅拌式发酵灌 通风搅拌式发酵灌 厌氧发酵设备 1.制备原生质体（除去植物细胞和微生物细胞的细胞壁） 2.诱导细

5、胞（原生质体）融合（PEG，CaCI2，或电激方法） 3.筛选杂合细胞（让杂合细胞选择性地长出，未融合细胞 无法生长） *原生质体：包括细胞核和细胞质中所有内容物的亚细胞结 构物质一块统称为原生质体。 平板上再生原生质板上CM 融合子数 融合率 生产疫苗（如口蹄疫疫苗、狂犬疫苗、脊髓灰质 炎疫苗、白血病疫苗等，即可节约大量的动物， 且生产周期短，安全可靠，可以大量生产） 生产生物活性物质（如蛋白质干扰素、单克隆抗 体） 基因工程细胞培养（可以转译和加工较大的或更 复杂的克隆蛋白质，并进行大量生产，如免疫球 蛋白、血凝因子、促细胞生成素及各种抗原） 缩短生产周期，降低生产成本：与微生物细胞相比，

6、植物 细胞生长缓慢生产周期一般2535天（微生物一般只有3 天左右）。设备、人力能源消耗多成本高，效率低下。 提高培养细胞中有效成分的含量：培养细胞中的有效成分 往往比原来细胞中的含量低，要选出有效成分高的细胞株 进行培养。 防止细胞聚积成块：成块导致培养细胞不均一性，影响产 品的质量和产量。从选材（选易分散）、提高生长素浓度 和加入试剂（EDTANa 螯合剂和果胶酶）几个途径解决。 防止细胞株退化与变异。 看护培养法看护培养法 微室培养法微室培养法 平板培养法平板培养法 条件培养基（生长悬浮细胞的液体培养基）的作用 细胞密度（要高于临界浓度，因为植物细胞培养具有群体效应） 生长激素 pH C

7、O2浓度（大气CO2浓度为0.03%,提高到浓度1促进分裂，2则抑 制分裂） 机械搅拌罐 非机械搅拌罐 悬浮培养生物反应器 固定化细胞生物反应器 填充床反应器 流化床反应器 膜反应器 组织来源 培养条件 化学条件：碳水化合物、氮供应、生长调节物质 物理条件：光、温度、通气、pH 影响因素 改善乳制品的营养价值：发酵后把乳糖转变为乳酸避免了乳 糖不适应症；提高了蛋白质、氨基酸（特别是必需氨基酸）和 肽的含量，增加易消化性；降低了脂类的含量产生少量游离脂 肪酸，易于消化。 改善肠道内的微环境，增加了肠道内的有益菌的数量和种类， 抑制有害菌类增加，防止出现肠道菌群失调。 具有整肠作用和预防肠道病的发生。 降低血中的胆固醇（通过削弱生物体胆固醇的合成能力） 抗肿瘤作用（调整肠内菌群降低有害物特别致癌诱变剂的浓 度；具有抗诱变的能力；抑制肠道内与致癌物形成直接有关三 种酶的活性；抑制癌细胞增殖） 预防衰老延