第七章生物技術(shù)與食品

第七章生物技術(shù)與食品3/1/20232學(xué)時(shí)教學(xué)目的和要求：了解掌握生物技術(shù)在食品加工領(lǐng)域、食品檢驗(yàn)領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)及研究進(jìn)展。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：生物技術(shù)在食品加工領(lǐng)域、食品檢驗(yàn)領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)。教學(xué)方法與手段：課堂教學(xué)與自學(xué)相結(jié)合第一節(jié)轉(zhuǎn)基因食品第二節(jié)生物技術(shù)與食品加工第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢驗(yàn)復(fù)習(xí)與作業(yè)要求：自習(xí)為主考核知識(shí)點(diǎn)：轉(zhuǎn)基因食品、生物技術(shù)在食品加工領(lǐng)域、食品檢驗(yàn)領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)及研究進(jìn)展。3/1/2023第一節(jié)轉(zhuǎn)基因食品一、現(xiàn)代生物技術(shù)在食品行業(yè)中的應(yīng)用1、利用基因工程、細(xì)胞工程技術(shù)對(duì)食品資源的改造和改良；2、利用發(fā)酵工程、酶工程技術(shù)將農(nóng)副產(chǎn)品加工成食品，如酒類(lèi)、發(fā)酵食品等；3/1/20233、二次開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出新的產(chǎn)品，如功能性食品、食品添加劑等；4、對(duì)傳統(tǒng)食品加工工藝進(jìn)行技術(shù)更新和改造，降低能耗、提高效益、改善食品品質(zhì)等。5，生物技術(shù)在食品檢測(cè)、食品包裝等方面的應(yīng)用。3/1/2023二、轉(zhuǎn)基因植物源食品——農(nóng)作物1、發(fā)展?fàn)顩r自1983年世界上第一例轉(zhuǎn)基因植物獲得成功后，1986年就有5例轉(zhuǎn)基因植物獲準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)。到1998年僅美國(guó)就批準(zhǔn)了1077例。2000年，全世界已有45個(gè)國(guó)家25000例轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行了田間試驗(yàn)。3/1/20232、分布：美國(guó)是世界上轉(zhuǎn)基因作物種植面積最大的國(guó)家。其次是加拿大、阿根廷和中國(guó)。目前涉及食品原料的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品有大豆、玉米、油菜、馬鈴薯、番茄、甜椒、番木瓜、西葫蘆等。3/1/20233、我國(guó)情況1996年11月正式實(shí)施《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實(shí)施辦法》已批準(zhǔn)6件轉(zhuǎn)基因植物，包括：耐貯番茄、抗蟲(chóng)棉、甜椒。目前水稻、小麥、玉米、大豆、番木瓜、煙草、楊樹(shù)、馬鈴薯等10余種轉(zhuǎn)基因植物已獲準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)或中間試驗(yàn)，預(yù)計(jì)可商品化。3/1/20234、植物轉(zhuǎn)基因方法：農(nóng)桿菌介導(dǎo)法直接轉(zhuǎn)化法：基因槍、轉(zhuǎn)穿孔、聚乙二醇3/1/20235、受體細(xì)胞愈傷組織,葉片,原生質(zhì)體種質(zhì)系統(tǒng)的基因轉(zhuǎn)移：子房注射、花粉管通導(dǎo)等。3/1/20236、轉(zhuǎn)化的基因1）、抗病基因抗病毒（病毒的外殼蛋白基因，煙草、馬鈴薯、大豆等）抗細(xì)菌、抗真菌（從抗病品種中克隆抗病基因轉(zhuǎn)入感病品種，抗白粉病、赤霉病的小麥）3/1/20232）、抗蟲(chóng)基因

蘇云金桿菌的Bt殺蟲(chóng)晶體蛋白基因?？瓜x(chóng)棉花、煙草、馬鈴薯水稻等。3）、抗除草劑方面

如抗草甘磷的大豆。抗除草劑機(jī)理：改變除草劑靶物的敏感性；轉(zhuǎn)入解毒基因。3/1/20235）、抗逆境基因抗旱、抗?jié)?、抗寒、抗熱和耐鹽等6）、改善作物品質(zhì)如改善作物蛋白質(zhì)、克隆與淀粉、脂類(lèi)合成相關(guān)的基因。7）、生物藥物如疫苗、活性多肽的香蕉、番茄等。3/1/2023三、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)可使動(dòng)物獲得某些重要的優(yōu)良性狀，如生長(zhǎng)快、抗病率強(qiáng)、肉質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物源食品目前尚未商業(yè)化，但是各國(guó)都在積極開(kāi)展這方面的研究和試驗(yàn)。3/1/2023第二節(jié)生物技術(shù)與食品加工一、簡(jiǎn)介食品工業(yè)中，轉(zhuǎn)基因微生物及其酶制劑的應(yīng)用是熱點(diǎn)。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可對(duì)微生物特殊代謝產(chǎn)物的編碼基因進(jìn)行鑒定和轉(zhuǎn)移，達(dá)到強(qiáng)化食品的營(yíng)養(yǎng)，獲得特殊的功能特性的目的。3/1/2023二、食品酶制劑人類(lèi)已知的7000多種酶，商業(yè)化生產(chǎn)有50多種?；蚬こ叹拈_(kāi)發(fā)，增加了酶的商業(yè)化生產(chǎn)。例如：用于奶酪生產(chǎn)的凝乳酶已利用基因工程生產(chǎn)。利用基因工程技術(shù)克隆和表達(dá)的酶：牛凝乳蛋白酶、α-淀粉酶、乳糖酶、脂酶、β-葡聚糖酶及一些蛋白酶。其中α-淀粉酶、蛋白酶、葡糖異構(gòu)酶等已大量生產(chǎn)。3/1/2023用重組工程菌生產(chǎn)單一成分的纖維素酶、木聚糖酶，已商業(yè)化生產(chǎn)，效果高，成本低。細(xì)菌和霉菌生產(chǎn)的耐高溫淀粉酶制劑已廣泛用于食品加工。3/1/2023谷氨酰轉(zhuǎn)氨酶：催化蛋白質(zhì)酰氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，使蛋白質(zhì)共價(jià)交聯(lián)，改善蛋白質(zhì)性質(zhì)。在食品加工中，用于食品蛋白質(zhì)的改性和食品質(zhì)地的改良，增加彈性、韌性，易于產(chǎn)品成型、定型加工，提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值創(chuàng)造出新類(lèi)型的食品。日本味之素公司已成功利用微生物發(fā)酵直接生產(chǎn)出該酶制劑，并投入市場(chǎng)獲得巨大成功，1999年產(chǎn)值達(dá)30億日元，成為單一酶種類(lèi)利潤(rùn)最高的商品酶制劑。3/1/2023三、生物乳化劑微生物生產(chǎn)乳化劑的優(yōu)點(diǎn)：可對(duì)不同食品進(jìn)行特異性的乳化，適合各種食品的加工需求，還具有潛在性的生理機(jī)能活性。3/1/2023四、食品添加劑利用微生物生產(chǎn)食品添加劑主要有維生素、抗氧化劑、防腐劑、增鮮劑、甜味劑和微生物色素等。3/1/2023維生素：VC、VB2已用基因工程菌生產(chǎn)。氨基酸：用細(xì)胞融合技術(shù)和基因工程技術(shù)，選育出高產(chǎn)菌株，如谷氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等優(yōu)良菌種，產(chǎn)量高，周期短。3/1/2023香味劑和風(fēng)味劑：利用細(xì)胞工程技術(shù)和基因工程技術(shù)生產(chǎn)，如香草素、菠蘿風(fēng)味劑、可可香素。色素：利用重組微生物生產(chǎn)，如辣椒素、類(lèi)胡蘿卜素、花色苷素、紫色素等。3/1/2023五、現(xiàn)代生物技術(shù)與食品包裝利用生物技術(shù)制造一種有利于食品保質(zhì)的環(huán)境。3/1/2023實(shí)例：1、葡萄糖氧化酶能除O2，延長(zhǎng)食品的保鮮期，保持食品色、香、味的穩(wěn)定性，被應(yīng)用于茶葉、冰淇淋、奶粉、罐頭等產(chǎn)品的除氧包裝；2、溶菌酶能消除有害微生物的繁殖，而讓某些有益菌得以繁殖，被廣泛應(yīng)用于清酒、乳制品、水產(chǎn)品、香腸、奶油、生面條等食品中以延長(zhǎng)保鮮期。3/1/20233、利用生物技術(shù)制造有特殊功能的包裝材料如包裝紙、包裝膜中加入生物酶,使其具有抗氧化、殺菌、延長(zhǎng)食品反應(yīng)速度等。4、利用生物技術(shù)改變食物貯藏方式和貯藏期，如耐貯番茄，延長(zhǎng)貨架期。3/1/2023六、其他：采用特殊的脂肪酶定向水解天然油脂，改變脂肪酸的組成，提高油的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；

選育特殊的微生物，生產(chǎn)微生物功能性油脂，作為動(dòng)植物油脂的必要補(bǔ)充以促進(jìn)人類(lèi)的健康。3/1/2023現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它不僅用來(lái)制造某些特殊風(fēng)味的食品；還用于改進(jìn)食品加工工藝和提供新的食品資源。食品生物技術(shù)已成為食品工業(yè)的支柱，是未來(lái)發(fā)展最快的食品工業(yè)技術(shù)之一，具有廣闊的發(fā)展前景和美好的未來(lái)。3/1/2023第三節(jié)生物技術(shù)