生物技術(shù)與食品(1)復(fù)習(xí)進(jìn)程

生物技術(shù)與食品(1)

生物技術(shù)與食品8生物技術(shù)與食品蛋白質(zhì)的需求生產(chǎn)動(dòng)物蛋白需消耗大量植物蛋白，如要獲得牛蛋白１kg，需消耗植物蛋白３-４kg，有些甚至需要植物蛋白７-１０kg，很不經(jīng)濟(jì)。但要解決經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口急增而造成的蛋白質(zhì)供給不足的矛盾。目前，人們已公認(rèn)的SCP是最具有應(yīng)用前景的蛋白質(zhì)新資源之一單細(xì)胞蛋白（SCP）的生產(chǎn)SCP生產(chǎn)的方法本質(zhì)上就是以工業(yè)方式培養(yǎng)微生物，其過(guò)程為預(yù)處理、發(fā)酵培養(yǎng)及菌種回收等步驟。具體流程如下：原材料前處理→水解→調(diào)節(jié)pH→澄清→配液→發(fā)酵→分離壓榨→干燥→成型→包裝

生物技術(shù)與食品8生物技術(shù)與食品SCP生產(chǎn)的菌種主要有酵母、霉菌、細(xì)菌、藻類真菌等微生物，這些微生物菌體的蛋白質(zhì)含量很高，以干重計(jì)，大部分可達(dá)42%

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75%，而且含有人體八種必需氨基酸，具有較高的生物效價(jià)。酵母菌是最早用于SCP生產(chǎn)也是現(xiàn)在應(yīng)用最廣的生產(chǎn)SCP的菌種。

生物技術(shù)與食品8生物技術(shù)與食品（賴、色、苯丙、蛋、蘇、異亮、亮、纈）用微生物生產(chǎn)SCP的優(yōu)點(diǎn)在最佳條件下，微生物能以驚人的速率生長(zhǎng)，有些微生物的生產(chǎn)量每隔0.5～1h增加1倍。微生物比植物和動(dòng)物更容易進(jìn)行遺傳操作；它們更適宜于大規(guī)模篩選高生長(zhǎng)率的個(gè)體，更容易實(shí)施轉(zhuǎn)基因技術(shù)。微生物有相當(dāng)高的蛋白質(zhì)含量，蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。微生物能在相對(duì)小的連續(xù)發(fā)酵反應(yīng)器中大量培養(yǎng)，占地小，不依賴氣候。微生物的培養(yǎng)基來(lái)源很廣泛，低廉，特別是利用廢料，如有些微生物能利用植物的“殘?jiān)薄w維素作原料。

生物技術(shù)與食品8生物技術(shù)與食品原料主要有兩類：一類為再生資源，如淀粉質(zhì)原料、廢糖蜜、食品加工廠的廢棄物、農(nóng)林工業(yè)的有機(jī)廢棄物。這些物質(zhì)大部分是各工廠排放的廢液，給環(huán)境帶來(lái)很大的污染。另一類為礦物產(chǎn)品（如正烷烴）和石油化工產(chǎn)品（石蠟烴、柴油、甲烷、甲醇、乙醇類），這類原料是20世紀(jì)60年代末期和70年代初期開(kāi)發(fā)出的SCP工藝，這些技術(shù)有些適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

生物技術(shù)與食品8生物技術(shù)與食品SCP的可接受程度及其毒理任何一種新型食品原料的問(wèn)世，都會(huì)產(chǎn)生可接受性、安全性等問(wèn)題。單細(xì)胞蛋白也不例外。例如，單細(xì)胞蛋白的核酸含量在4%～18%，食用過(guò)多的核酸可能會(huì)引起痛風(fēng)等疾病。此外，單細(xì)胞蛋白作為一種食物，人們?cè)诹?xí)慣上一時(shí)也難以接受。但經(jīng)過(guò)微生物學(xué)家的努力，這些問(wèn)題會(huì)得到圓滿解決。

生物技術(shù)與食品8生物技術(shù)與食品生產(chǎn)現(xiàn)狀20世紀(jì)80年代中期，全世界的單細(xì)胞蛋白年產(chǎn)量已達(dá)2.0×106t，廣泛用于食品加工和飼料中。單細(xì)胞蛋白不僅能制成“人造肉”，供人們直接食用，還常作為食品添加劑，用以補(bǔ)充蛋白質(zhì)或維生素、礦物質(zhì)等。但由于人們往往對(duì)來(lái)自微生物的產(chǎn)品有安全顧慮（SCP核酸含量在4%～18%，食用過(guò)多的核酸可能會(huì)引起痛風(fēng)等疾?。┘暗钟|心理（飲食習(xí)慣、社會(huì)和宗教的影響等），可暫不把SCP直接供給人們食用，而是先用它飼養(yǎng)家畜、家禽及魚(yú)類等。8.1.2食品和飲料的發(fā)酵生產(chǎn)酒精飲料葡萄酒

采摘、分離、壓榨、發(fā)酵、裝瓶

啤酒

制麥芽、制漿、發(fā)酵、加工成熟

生物技術(shù)與食品8.1生物技術(shù)與食品生產(chǎn)白葡萄酒紅葡萄酒葡萄酒灌裝生產(chǎn)線白葡萄酒的釀造發(fā)酵前低溫浸皮制造法澄清酒槽培養(yǎng)裝瓶前的澄清橡木桶培養(yǎng)橡木桶發(fā)酵酒槽發(fā)酵破皮榨汁采收紅葡萄酒的釀造澄清裝瓶橡木桶中的培養(yǎng)酒槽中的培養(yǎng)浸皮與發(fā)酵采收破皮去梗CO2浸皮法榨汁啤酒的生產(chǎn)過(guò)程8.1.2食品和飲料的發(fā)酵生產(chǎn)奶制品

乳酸桿菌凝乳酶保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌

生物技術(shù)與食品8.1生物技術(shù)與食品生產(chǎn)8.1.2食品和飲料的發(fā)酵生產(chǎn)蔬菜發(fā)酵（腌制）乳酸桿菌溫度鹽濃度空氣

生物技術(shù)與食品8.1生物技術(shù)與食品生產(chǎn)8.1.2食品和飲料的發(fā)酵生產(chǎn)谷類食品發(fā)酵酵母

生物技術(shù)與食品8.1生物技術(shù)與食品生產(chǎn)8.1.2食品和飲料的發(fā)酵生產(chǎn)豆類發(fā)酵以大豆為原料，經(jīng)納豆菌及關(guān)聯(lián)細(xì)菌發(fā)酵而成。大豆的蛋白質(zhì)具有不溶解性，而做成納豆后，變得可溶并產(chǎn)生氨基酸，而且在米飯與同時(shí)食用時(shí)，納豆菌及關(guān)聯(lián)細(xì)菌產(chǎn)生各種酶，可幫助消化米飯，使其易于吸收。

生物技術(shù)與食品8.1生物技術(shù)與食品生產(chǎn)8.1.3酶與食品加工

食品加工業(yè)中應(yīng)用的酶大部分是來(lái)自特定的微生物，60%屬于蛋白質(zhì)水解酶類，10%屬于糖水解酶類，3%屬于脂肪水解酶類，其余部分為較特殊的酶類。

生物技術(shù)與食品8.1生物技術(shù)與食品生產(chǎn)食品加工業(yè)中的主要用酶工業(yè)酶釀造奶制品面包果蔬加工淀粉和糖α淀粉酶﹑β淀粉酶﹑蛋白酶﹑木聚糖酶﹑木瓜蛋白酶﹑淀粉轉(zhuǎn)糖苷酶動(dòng)物/微生物凝乳酶﹑乳糖酶﹑脂酶﹑溶菌酶α淀粉酶﹑木聚糖酶﹑蛋白酶﹑磷酸酯酶A和D﹑脂肪氧合酶果膠酯酶﹑多聚半乳糖醛酸酶﹑果膠水解酶﹑半纖維素酶α淀粉酶﹑β淀粉酶﹑淀粉葡萄糖苷酶﹑木聚糖酶﹑異構(gòu)酶、支鏈淀粉酶﹑寡聚淀粉酶、纖維素酶

生物技術(shù)與食品8.1.3酶與食品加工8.1.4新型甜味劑

傳統(tǒng)的和替代的甜味劑的甜度比較產(chǎn)品相對(duì)甜度蔗糖55%高果糖漿Cyclamate安賽蜜(AcesulfameK)阿斯巴甜(Aspartame)糖精天丙甲酯Thaumatin蛋白（非洲甜葉菊）1.01.450150200300~65020003000

生物技術(shù)與食品8.1生物技術(shù)與食品生產(chǎn)8.1.5其他食品添加劑

1）醋（酵母菌和醋酸桿發(fā)酵而成）2）食用有機(jī)酸（檸檬酸、醋酸等）3）氨基酸和維生素（谷氨酸和天冬氨酸的鈉鹽，甲硫氨酸、賴氨酸等）4）低聚糖（二個(gè)到十個(gè)分子的單糖組成的低聚合度糖）5）調(diào)味劑和增味劑（味精）

生物技術(shù)與食品8.1生物技術(shù)與食品生產(chǎn)利用生物技術(shù)，特別是發(fā)酵工程技術(shù)生產(chǎn)食品添加劑甜味劑中的木糖醇、甘露糖醇、阿拉伯糖醇、甜味多肽等；酸味劑中的L-蘋(píng)果酸、L-琥珀酸等；氨基酸中各種必需氨基酸；增稠劑中的黃原膠、普魚(yú)蘭、茁霉多糖、熱凝性多糖等；風(fēng)味劑中的多種核苷酸、琥珀酸鈉、香茅醇、雙乙酰；芳香劑中的脂肪酸酯、異丁醇等；色素中的類胡蘿卜素、紅曲色素、蝦青素、番茄紅素等；維生素中的維生素C、維生素B12、核黃素、肉堿；生物活性添加劑中的各種保鍵活菌、活性多肽等防腐劑中的乳鏈菌肽、殺菌肽、爪蟾抗菌肽、防御素等。

生物技術(shù)與食品8.1.5其他食品添加劑8.1.6轉(zhuǎn)基因食品

基因工程的應(yīng)用

生物技術(shù)與食品8.1生物技術(shù)與食品生產(chǎn)即以DNA重組技術(shù)或克隆技術(shù)為手段，實(shí)現(xiàn)動(dòng)物、植物、微生物的基因轉(zhuǎn)移或DNA重組，以改良食品原料或食品微生物。如利用基因工程技術(shù)改良食品加工的原料、改良微生物菌種的性能、生產(chǎn)酶制劑、生產(chǎn)保健食品的有效成分等。通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)制造有利于人類健康的食品或有效因子。如低膽固醇肉豬、低膽固醇蛋和高特種微量元素蛋、人類血液代用品、高異黃酮大豆、高胡蘿卜素稻米等?；蚬こ痰膽?yīng)用

生物技術(shù)與食品8.1.6轉(zhuǎn)基因食品8.1.7在農(nóng)副產(chǎn)品深加工和綜合利用方面的應(yīng)用

選育和推廣適宜貯藏加工的品種，以便向食品、醫(yī)藥行業(yè)提供更多易貯藏的工業(yè)原料；玉米的深加工和綜合利用，為現(xiàn)有或有待開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品提供充足的原料；肉、奶、水產(chǎn)品的加工利用和肉類保鮮方面，提高綜合品質(zhì)以及瘦肉、嫩肉和肥肉的綜合利用；還有發(fā)酵乳制品、雙歧桿菌發(fā)酵乳等新產(chǎn)品；分離提取水產(chǎn)品中有效成分，不斷推出保健制品和藥物制品；綠色食品添加劑的研制與開(kāi)發(fā)，重點(diǎn)在防腐、抗氧化、保鮮、強(qiáng)化、復(fù)合添加劑等方面；麥秸、稻草、豆秸、木屑、枝葉、玉米稈、薯蔓等植物纖維素資源，通過(guò)生物轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)一些重要的生物產(chǎn)品。

生物技術(shù)與食品8.1生物技術(shù)與食品生產(chǎn)8.2.1酶工程在食品包裝中的應(yīng)用

食品(包括很多生鮮食品和農(nóng)副產(chǎn)品)都是由于生物酶的作用而產(chǎn)生變質(zhì)糜爛的。8.2生物技術(shù)與食品包裝

生物技術(shù)與食品8生物技術(shù)與食品生物酶是一種催化劑,它可用于食品包裝而產(chǎn)生特殊的保護(hù)作用。葡萄糖氧化酶

消除氧化

茶葉、冰淇淋、奶粉、罐頭、啤酒溶菌酶

消除微生物繁殖水產(chǎn)、香腸、奶油、生面轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶

食品小分子的結(jié)合

轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶聚合作用可增加蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性利用生物技術(shù)制造一種有利于食品保質(zhì)的環(huán)境如葡萄糖氧化酶能除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；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。利用生物技術(shù)制造有特殊功能的包裝材料包裝紙、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。利用生物技術(shù)改變食物貯藏方式和貯藏期如利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)耐貯番茄等，延長(zhǎng)貨架期。

生物技術(shù)與食品8.2生物技術(shù)與食品包裝8.2.2基因工程在食品包裝中的應(yīng)用

PHA（聚β-羥基脂肪酸）PHB（聚β-羥基丁酸）

可生物降解材料

8.2生物技術(shù)與食品包裝

生物技術(shù)與食品8生物技術(shù)與食品8.2.3包裝檢測(cè)指示劑在食品包裝中的應(yīng)用利用化學(xué)、微生物和動(dòng)力學(xué)的方法,通過(guò)指示劑的顏色變化記錄包裝商品在生命周期內(nèi)商品質(zhì)量的改,主要研究成果有包裝滲漏指示劑和保鮮指示劑。

氧敏性染料——?dú)庹{(diào)包裝包裝破損信息指示肌紅蛋白指示劑——食品微生物質(zhì)量

顏色變化與禽肉質(zhì)量相關(guān)聯(lián)

生物技術(shù)與食品8.2生物技術(shù)與食品包裝8.2.4生物信息技術(shù)在包裝檢測(cè)中的應(yīng)用生物芯片

對(duì)致病微生物的檢測(cè)、對(duì)包裝物特定蛋白的檢測(cè)和包裝獨(dú)立分析與檢測(cè)毒理分析與檢測(cè)

生物技術(shù)與食品8.2生物技術(shù)與食品包裝8.3.1免疫學(xué)技術(shù)的應(yīng)用——ELISA8.3.2分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用——PCR8.3.3生物傳感器技術(shù)的應(yīng)用

生物技術(shù)與食品8生物技術(shù)與食品8.3生物技術(shù)與食品檢測(cè)

食品質(zhì)量檢測(cè)如用固定化酶技術(shù)制備酶電極、酶試紙，可以快速簡(jiǎn)便地檢測(cè)食品中的化學(xué)成分。利用基因工程的DNA指紋技術(shù)可以鑒定食品原料和終端產(chǎn)品是否摻假，檢測(cè)谷物、堅(jiān)果、牛奶中是否含有微量毒素。利用PCR技術(shù)可迅速檢測(cè)是否為轉(zhuǎn)基因食品。利用生物轉(zhuǎn)化、厭氧發(fā)酵等方法處理食品工業(yè)廢水，達(dá)標(biāo)排放。

生物技術(shù)與食品8.3生物技術(shù)與食品檢測(cè)8.4.1轉(zhuǎn)基因食品的PCR檢測(cè)

生物技術(shù)與食品8生物技術(shù)與食品8.4轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)

聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)技術(shù)應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)，其敏感、快速、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)是其他檢測(cè)技術(shù)所無(wú)法比擬的。

8.4.2轉(zhuǎn)基因食品的ELISA（酶聯(lián)免疫吸附）檢測(cè)

生物技術(shù)與食品8.4轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)轉(zhuǎn)基因食品也可以通過(guò)轉(zhuǎn)基因的表達(dá)產(chǎn)物——蛋白質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，ELISA方法是檢測(cè)轉(zhuǎn)基因作物中的重組蛋白產(chǎn)物的常用方法。8.4.3轉(zhuǎn)基因食品的生物芯片檢測(cè)基因芯片具有高通量且能并行檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn),僅靠一個(gè)實(shí)驗(yàn)就能篩選出大量的各種轉(zhuǎn)基因食品,被認(rèn)為是最具潛力的檢測(cè)手段之一。

生物技術(shù)與食品8.4轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)8.5.1新時(shí)代食品工業(yè)呈現(xiàn)的新特點(diǎn)食品生產(chǎn)模式發(fā)生“綠色位移”食品加工“重心前移”“食品安全”的內(nèi)涵發(fā)生變化食品產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)綜合利用和零排放8.5生物技術(shù)與未來(lái)食品工業(yè)

生物技術(shù)與食品8生物技術(shù)與食品8.5.2現(xiàn)代生物技術(shù)在未來(lái)食品工業(yè)上的應(yīng)用大力開(kāi)發(fā)食品添加劑新品種

根據(jù)國(guó)際上對(duì)食品添加劑的要求，今后要從兩個(gè)方面加大開(kāi)發(fā)的力度，用生物法代替化學(xué)合成的食品添加劑，迫切需要開(kāi)發(fā)的有保鮮劑、香精香料、防腐劑、天然色素等。要大力開(kāi)發(fā)功能性食品添加劑，如具有免疫調(diào)節(jié)、延緩衰老、抗疲勞、耐缺氧、抗輻射、調(diào)節(jié)血脂、調(diào)整腸胃功能性組分。

生物技術(shù)與食品8.5生物技術(shù)與未來(lái)食品工業(yè)

發(fā)展微生物的保健食品

微生物食品有著悠久的歷史，醬油、食醋、飲料、酒、蘑菇等屬于這個(gè)領(lǐng)域，它們與雙歧桿菌飲料、酵母片劑、發(fā)酵乳制品等微生物醫(yī)療保健品一樣，有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。利用微生物生產(chǎn)食品具有獨(dú)特的特點(diǎn)，繁殖過(guò)程快，在一定條件下可大規(guī)模生產(chǎn)，要求營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)簡(jiǎn)單。食用菌的投入與產(chǎn)出比高于其他經(jīng)濟(jì)作物，食用菌不僅營(yíng)養(yǎng)豐富，還含有許多保健功能成分，應(yīng)大力發(fā)展食用菌保健食品。

生物技術(shù)與食品8.5.2現(xiàn)代生物技術(shù)在未來(lái)食品工業(yè)上的應(yīng)用螺旋藻食品

螺旋藻是世界是最早的海洋天然藻類生物，富含人體所需18種氨基酸，54種微量元素，多種維生素及亞麻酸、亞油酸和多種天然藻類蛋白質(zhì)，是人和動(dòng)物理想的純天然的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)食品。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織已將螺旋藻列入21世紀(jì)人類食品資源開(kāi)發(fā)計(jì)劃，我國(guó)也將螺旋藻的研發(fā)列為工作重點(diǎn)。

生物技術(shù)與食品8.5.2現(xiàn)代生物技術(shù)在未來(lái)食品工業(yè)上的應(yīng)用1、瘦身減肥。

2、工作緊張，生活不規(guī)律者。

3、免疫調(diào)節(jié)：大幅提高人體免疫力，建立人體的御林軍，補(bǔ)充體能，調(diào)節(jié)免疫力，抗疲勞，耐缺氧：使您精力過(guò)人

4、降低血脂，有效緩解高血壓，是您孝敬長(zhǎng)輩的理想禮品

5、用腦較多，須保持充足精力者。體力消耗大，須大量補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)者

6、有效緩解糖尿病癥及腫瘤，無(wú)任何副作用

7、抵抗輻射，適合長(zhǎng)期面對(duì)電腦人士

8、潤(rùn)腸通便，迅速排除體內(nèi)毒素，但絕無(wú)腹瀉

9、偏食，及營(yíng)養(yǎng)不足者

10、美容護(hù)膚：搗碎后可與牛奶、蜂蜜調(diào)勻，面敷可美白、抗皺、去痘、祛斑

開(kāi)發(fā)某些蟲(chóng)類高蛋白食品

昆蟲(chóng)蛋白質(zhì)也是優(yōu)質(zhì)的新食物源，如中華稻蝗的蛋白質(zhì)含量占蟲(chóng)體干重的73.5％，其氨基酸組成與雞蛋蛋白相似被稱為完全蛋白。還有蟋蟀、蟬、蝴蝶、螞蟻的蛋白質(zhì)分別占干重的75%、72％、71%和67％，都具有食用價(jià)值，完全可以開(kāi)發(fā)。蒼蠅的幼蟲(chóng)（蛆）富含62％左右的蛋白質(zhì)及各種氨基酸，從蛆殼中還可以提取純度很高的