第一章食品生物技術(shù)概述

第一章食品生物技術(shù)概述第一節(jié)生物技術(shù)一、什么是生物技術(shù)二、生物技術(shù)的發(fā)展簡史三、生物技術(shù)內(nèi)容及其內(nèi)在聯(lián)系四、生物技術(shù)及其產(chǎn)品的特點(diǎn)五、生物技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用一、什么是生物技術(shù)生物技術(shù)一詞最早是在1919年由匈牙利農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)家艾里基（K.Ereky）提出的，當(dāng)時(shí)他對生物技術(shù)的定義為“凡是以生物機(jī)體為原料，不論其用何種生產(chǎn)方法進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)”。20世紀(jì)70年代末、80年代初，由于分子生物學(xué)、DNA重組技術(shù)的出現(xiàn)以及某些基因工程產(chǎn)品如重組胰島素、重組人生長激素等的問世，人們又縮小了“生物技術(shù)”這一概念的范疇，認(rèn)為只有基因工程等一類具有現(xiàn)代化生物技術(shù)內(nèi)涵或以分子生物學(xué)為基礎(chǔ)的技術(shù)才稱得上為生物技術(shù)，而把原先已相當(dāng)成熟的發(fā)酵技術(shù)、酶催化技術(shù)、生物轉(zhuǎn)化技術(shù)、原生質(zhì)體融合技術(shù)等都排斥在外。后來，由國際經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（IECDO）在1982年提出的對生物技術(shù)的定義才為多數(shù)人所接受。此定義為：生物技術(shù)（Biotechnology）是指人們以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合先進(jìn)的工程技術(shù)手段和其他基礎(chǔ)學(xué)科的科學(xué)原理，按照預(yù)先的設(shè)計(jì)改造生物體或加工生物原料，為人類生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達(dá)到某種目的。二、生物技術(shù)的發(fā)展簡史（一）經(jīng)驗(yàn)生物技術(shù)時(shí)期（二）近代生物技術(shù)建立時(shí)期（三）近代生物技術(shù)的全盛時(shí)期（四）現(xiàn)代生物技術(shù)（一）經(jīng)驗(yàn)生物技術(shù)時(shí)期經(jīng)驗(yàn)生物技術(shù)時(shí)期是指傳統(tǒng)生物技術(shù)時(shí)期的初期形式，傳統(tǒng)生物技術(shù)從史前時(shí)代起就一直為人們所利用。在舊石器時(shí)代后期，先民就會(huì)利用谷物造酒。公元10世紀(jì)，已經(jīng)使用活疫苗預(yù)防天花。在西方，蘇美爾人和巴比倫人在公元前6000年就已開始啤酒發(fā)酵。埃及人則在公元前4000年就開始制作面包。另有公元前25世紀(jì)時(shí)古代巴爾干地區(qū)的人開始制作酸奶。根據(jù)生物技術(shù)的定義，上述的生活或生產(chǎn)實(shí)踐都應(yīng)歸屬于生物技術(shù)。但因科學(xué)技術(shù)的落后，這些活動(dòng)只局限于實(shí)踐的范疇，而沒有上升到理論階段，所以這一階段發(fā)展緩慢。盡管如此，經(jīng)驗(yàn)生物技術(shù)還是十分寶貴的，它為其后相關(guān)理論的創(chuàng)立打下了一定的基礎(chǔ)。（二）近代生物技術(shù)建立時(shí)期這一時(shí)期是與顯微鏡的發(fā)明、微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)的創(chuàng)立密切相關(guān)的。19世紀(jì)60年代，法國科學(xué)家L.Pasteur首先證實(shí)了發(fā)酵是由微生物引起的。隨后Koch建立了微生物的純培養(yǎng)技術(shù)，從而為發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，使發(fā)酵技術(shù)進(jìn)入了科學(xué)的發(fā)展軌道。19世紀(jì)中后期，酶學(xué)和酶生物技術(shù)開始萌芽。首先是1876年德國L.Kunne創(chuàng)造了“Enzyme”一字，即“酶”；1892年德國的E.Büchner發(fā)現(xiàn)了磨碎后的酵母細(xì)胞仍能進(jìn)行酒精的發(fā)酵，并認(rèn)為這是酵母細(xì)胞中的一系列酶在起作用的緣故；1913年德國的L.Michaelis和M.L.Mentem利用物理化學(xué)原理提出了酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的表達(dá)式；1926年美國的生物學(xué)家嗄薩姆納（J.Sumner）證明了結(jié)晶脲酶、胃蛋白酶和過氧化氫酶是蛋白質(zhì)。1929年英國的醫(yī)生A.Fleming發(fā)現(xiàn)青霉素，并開始了對其進(jìn)行長達(dá)10多年的不懈研究。1937年馬摩里（Mamoli）和維賽龍（Vercellone）提出了微生物轉(zhuǎn)化法。本時(shí)期是微生物學(xué)家通過對微生物形態(tài)、生理的研究后建立的，并直接為生產(chǎn)提供了更多的技術(shù)服務(wù)，催生了不少的新產(chǎn)業(yè)。此外，還出現(xiàn)了一些與微生物學(xué)相關(guān)的分支學(xué)科，如細(xì)菌學(xué)、工業(yè)微生物學(xué)等，為推動(dòng)近代生物技術(shù)進(jìn)入全盛時(shí)期創(chuàng)造了條件。（三）近代生物技術(shù)的全盛時(shí)期到了20世紀(jì)20年代，工業(yè)生產(chǎn)中開始采用大規(guī)模的純種培養(yǎng)技術(shù)發(fā)酵化工原料，如丙酮、丁醇等。20世紀(jì)50年代，在青霉素大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)的帶動(dòng)下，發(fā)酵工業(yè)和酶制劑工業(yè)進(jìn)入了迅速發(fā)展階段。這一時(shí)期的起始標(biāo)志是青霉素工業(yè)開發(fā)獲得成功，主要技術(shù)特征是利用了微生物的純培養(yǎng)技術(shù)、深層通氣攪拌發(fā)酵技術(shù)和代謝控制發(fā)酵技術(shù)等。它帶動(dòng)了一批微生物次級代謝和新的初級代謝物產(chǎn)品的開發(fā)，并激發(fā)了原有生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造。此外，一批以酶為催化劑的生物轉(zhuǎn)化過程生產(chǎn)的產(chǎn)品問世，加上酶和細(xì)胞固定化技術(shù)的應(yīng)用使近代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)達(dá)到了一個(gè)全盛時(shí)期。相對于下面所述的現(xiàn)代生物技術(shù)，經(jīng)驗(yàn)生物技術(shù)時(shí)期、近代生物技術(shù)建立和全盛時(shí)期又稱為傳統(tǒng)生物技術(shù)時(shí)期。（四）現(xiàn)代生物技術(shù)現(xiàn)代生物技術(shù)是以20世紀(jì)70年代DNA重組技術(shù)的建立為標(biāo)志。1944年Avery等闡明了DNA是遺傳信息的攜帶者。1953年Watson和Crick提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，闡明了DNA的半保留復(fù)制模型，從而開辟了分子生物學(xué)研究的新紀(jì)元。1961年M.Nirenberg等破譯了遺傳密碼，揭開了DNA編碼的遺傳信息是如何傳遞給蛋白質(zhì)的秘密。1973年Boyer和Cohen建立了DNA體外重組技術(shù)，標(biāo)志著生物技術(shù)的核心技術(shù)—基因工程技術(shù)的開始。1982年美國的Eli-Lilly藥廠將第一個(gè)基因工程產(chǎn)品—胰島素投入市場。隨著細(xì)胞融合技術(shù)及單克隆抗體技術(shù)的相繼成功，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)植物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)，同時(shí)固定化生物催化劑也得到廣泛應(yīng)用，新型反應(yīng)器不斷涌現(xiàn)，形成了具有劃時(shí)代意義的現(xiàn)代生物技術(shù)?，F(xiàn)代生物技術(shù)的主要技術(shù)特征是運(yùn)用了DNA重組技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)、單克隆抗體技術(shù)、細(xì)胞固定化技術(shù)、動(dòng)植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)和現(xiàn)代化生物化工技術(shù)的成果進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)，使生物技術(shù)從原有的鮮為人知的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，一躍成為代表21世紀(jì)的技術(shù)發(fā)展方向、具有遠(yuǎn)大發(fā)展前景的新興學(xué)科和朝陽產(chǎn)業(yè)。三、生物技術(shù)內(nèi)容及其內(nèi)在聯(lián)系（一）基因工程（Geneengineering）（二）細(xì)胞工程（Cellengineering）（三）酶工程（Enzymeengineering）（四）發(fā)酵工程(Fermentationengineering)（五）蛋白質(zhì)工程（Proteinengineering）（一）基因工程（Geneengineering）基因工程也叫基因操作、遺傳工程或重組體DNA技術(shù)，其主要原理是以分子遺傳學(xué)為基礎(chǔ)，利用人工方法把生物的遺傳物質(zhì)分離出來，在體外進(jìn)行切割、拼接和重組。然后將重組的DNA導(dǎo)入某種宿主細(xì)胞中，從而改變它們的遺傳性質(zhì)；也可以使新的遺傳信息在新的宿主細(xì)胞中大量表達(dá)，以獲得基因產(chǎn)物（多肽或蛋白質(zhì)）。這種創(chuàng)造新生物并給予新生物以特殊功能的過程就稱為基因工程。但嚴(yán)格的講，基因工程的含義更為廣泛，還可以包括除DNA重組技術(shù)以外的一些其它可使生物基因組結(jié)構(gòu)得到改造的技術(shù)。目前，基因工程有一些成功應(yīng)用的報(bào)道。如利用微生物生產(chǎn)動(dòng)物蛋白質(zhì)、人體生長激素、干擾素等。在食品工業(yè)上，細(xì)菌和真菌的改良菌株已影響到傳統(tǒng)的面包焙烤和干酪的制備，并對發(fā)酵食品的風(fēng)味和組分進(jìn)行控制；在農(nóng)業(yè)上，基因工程已用于品種的改良，如培育出玉米新品種（高直鏈淀粉含量、低膠凝溫度以及無脂肪的甜玉米）和番茄新品種（高固體含量強(qiáng)風(fēng)味）等。（二）細(xì)胞工程（Cellengineering）細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞學(xué)的方法，以組織、細(xì)胞和細(xì)胞器為對象進(jìn)行操作，在體外條件下進(jìn)行培養(yǎng)、繁殖或人為地使細(xì)胞的某些生物學(xué)特性按人們的意愿進(jìn)行改造，從而達(dá)到改良生物品種和創(chuàng)造新品種，加速動(dòng)、植物個(gè)體的繁育，或獲得某種有用的物質(zhì)。它包括動(dòng)、植物細(xì)胞的體外培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)及細(xì)胞器移植技術(shù)等。目前利用細(xì)胞融合技術(shù)已培育出番茄、馬鈴薯、煙草和短牽牛等雜種植株；利用植物細(xì)胞培養(yǎng)可以獲得許多特殊的產(chǎn)品，如生物堿類、色素、激素、抗腫瘤藥物等；利用動(dòng)物培養(yǎng)可以用來大規(guī)模地生產(chǎn)藥品，如干擾素、人體激素、疫苗和單克隆抗體等。（三）酶工程（Enzymeengineering）酶工程是利用酶、細(xì)胞器或細(xì)胞所具有的特異催化功能，或?qū)γ高M(jìn)行修飾改造，并借助生物反應(yīng)器和工藝過程來生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品的一項(xiàng)技術(shù)。它包括酶的生產(chǎn)技術(shù)和固定化技術(shù)、細(xì)胞固定化技術(shù)、酶分子修飾改造技術(shù)及酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)等技術(shù)。酶工程的主要任務(wù)是：通過人們的預(yù)先設(shè)計(jì)、經(jīng)過人工操作控制而獲得大量所需的酶，并通過各種方法使酶發(fā)揮其最大的催化功能。（四）發(fā)酵工程(Fermentationengineering)利用微生物生長速度快、生長條件簡單以及代謝過程特殊的特點(diǎn)，在適宜的條件下，通過現(xiàn)代化工工程技術(shù)手段，利用微生物的某種特定功能生產(chǎn)出人類需要的產(chǎn)品的過程稱為發(fā)酵工程，也稱微生物工程。它處于生物工程的中心地位，大多數(shù)生物工程的目標(biāo)產(chǎn)物都是通過發(fā)酵工程來實(shí)現(xiàn)的。（五）蛋白質(zhì)工程（Proteinengineering）蛋白質(zhì)工程是20世紀(jì)80年代初誕生的一個(gè)新興生物技術(shù)領(lǐng)域，它是指在基因工程基礎(chǔ)上，結(jié)合蛋白質(zhì)結(jié)晶學(xué)和蛋白質(zhì)化學(xué)等多學(xué)科，通過對基因的定向改造而對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行定位突變，從而達(dá)到對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，從而生產(chǎn)出能夠滿足人們需要的新型蛋白質(zhì)。四、生物技術(shù)及其產(chǎn)品的特點(diǎn)（一）生物技術(shù)的特點(diǎn)（二）生物技術(shù)產(chǎn)品的特點(diǎn)（一）生物技術(shù)的特點(diǎn)1．發(fā)展迅速2．高效低耗3．不可取代性4．競爭激烈5．涉及社會(huì)問題1．發(fā)展迅速近年來，現(xiàn)代生物技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。首先，在農(nóng)業(yè)方面，自1983年轉(zhuǎn)基因煙草和馬鈴薯首次問世以來，轉(zhuǎn)基因水稻、小麥、玉米、馬鈴薯、棉花、大豆、油菜等轉(zhuǎn)基因植物相繼出現(xiàn)并大面積種植，現(xiàn)已有120多種轉(zhuǎn)基因植物。其次，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物如轉(zhuǎn)基因鼠、魚、豬、牛、雞已經(jīng)陸續(xù)被克隆出來。尤其是轉(zhuǎn)基因羊“多莉”、“元元”、“陽陽”、“歡歡”和“慶慶”的出現(xiàn)，使克隆技術(shù)又上了一個(gè)新臺(tái)階。人類基因組計(jì)劃自1990年以來不斷加速，同時(shí)也使細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程及蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用得到迅猛的發(fā)展，使生物技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。2．高效低耗現(xiàn)代生物技術(shù)以可再生的生物資源為原料生產(chǎn)食品或藥品，從而可獲得過去難以得到的足量的產(chǎn)品。如1g胰島素須要從7.5公斤新鮮胰臟中才能提取得到，目前世界上糖尿病患者有6,000萬人，每人每年約需1g胰島素，這樣總計(jì)需要45億公斤新鮮胰臟做原料。而利用基因“工程菌”生產(chǎn)1g胰島素，只需20升發(fā)酵液。我國有13億人口，占世界人口的22%，而耕地只占世界的7%；未來25年全球的糧食需求將增長60%，但耕地卻有可能不斷減少。生物技術(shù)的發(fā)展，特別是轉(zhuǎn)基因植物能夠大幅度提高糧食產(chǎn)量，從而為徹底解決世界人口增長速度高于糧食增長速度所帶來的溫飽問題提供了根本性的出路。由此可見，生物技術(shù)的應(yīng)用具有高效低耗的特點(diǎn)。3．不可取代性在生物技術(shù)中，基因工程的商業(yè)價(jià)值集中體現(xiàn)在生物制藥行業(yè)，生物制藥的焦點(diǎn)又集中在尋找疾病相關(guān)基因上。一個(gè)基因可以成就一個(gè)企業(yè)，甚至帶動(dòng)一個(gè)產(chǎn)業(yè)，其商業(yè)價(jià)值難以估計(jì)。一個(gè)具有重要功能的相關(guān)疾病基因的專利，轉(zhuǎn)讓價(jià)值一般以千萬美元計(jì)，而以此開發(fā)的基因藥物年銷售額可高達(dá)幾十億美元。例如，肥胖基因的技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)用總計(jì)超過了7,000萬美元；促紅細(xì)胞生成素(EPO)的全球市場銷售額已達(dá)到34億美元。因此生物技術(shù)無論從技術(shù)效益方面或者是經(jīng)濟(jì)效益，與其他技術(shù)相比具有不可取代的作用。4．競爭激烈由于基因是一種有限的資源，其商業(yè)價(jià)值又如此之高，該領(lǐng)域已出現(xiàn)了趨于白熱化的“基因爭奪戰(zhàn)”。一些發(fā)達(dá)國家和跨國公司爭相對發(fā)展中國家進(jìn)行基因偷獵，以期得到和克隆相關(guān)疾病的基因，并競相申請專利，從中獲取高額利潤。例如，據(jù)報(bào)道，美國的塞萊拉公司已經(jīng)申請了１萬多項(xiàng)關(guān)于基因的專利，因塞特公司申請了6,300多項(xiàng)基因?qū)＠?，人類基因科學(xué)公司（HGS）也已經(jīng)申請了6,700多項(xiàng)基因?qū)＠?。另外日本、法國、我國也積極加入了這場激烈的爭奪戰(zhàn)。5．涉及社會(huì)問題由于生物技術(shù)的飛速發(fā)展，正在引發(fā)越來越多的法律、政治、經(jīng)濟(jì)、宗教、社會(huì)公德及倫理道德等十分棘手的問題。例如，是否可以對人的基因授予專利，基因是否屬于科學(xué)發(fā)現(xiàn)，是否應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)干細(xì)胞研究，轉(zhuǎn)基因食品是否安全，生物技術(shù)會(huì)不會(huì)影響生態(tài)平衡和造成環(huán)境污染等。所有這些問題，都需要得到及時(shí)而有效的解決，以避免現(xiàn)代生物技術(shù)引發(fā)社會(huì)動(dòng)亂和變成人類的災(zāi)難。（二）生物技術(shù)產(chǎn)品的特點(diǎn)1．生物技術(shù)產(chǎn)品概述2．生物技術(shù)產(chǎn)品的特點(diǎn)1．生物技術(shù)產(chǎn)品概述生物技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品的出現(xiàn)只有近百年的歷史，按照其發(fā)展的過程可分為古時(shí)代、巴斯德時(shí)代和現(xiàn)代生物技術(shù)時(shí)代三個(gè)產(chǎn)品階段。古時(shí)代的生物技術(shù)產(chǎn)品有：啤酒、蘋果酒、發(fā)酵面包等；當(dāng)時(shí)，人們還沒有認(rèn)識微生物與發(fā)酵的關(guān)系，一切靠經(jīng)驗(yàn)，所以產(chǎn)品的附加值很低；巴斯德時(shí)代的生物技術(shù)產(chǎn)品有：抗生素、單細(xì)胞蛋白、酶、有機(jī)溶劑、維生素、生物殺蟲劑等；由于微生物技術(shù)、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程等生物技術(shù)的產(chǎn)生及發(fā)展，這個(gè)時(shí)期生物技術(shù)產(chǎn)品的附加值比較高；現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)品有：基因工程藥物、轉(zhuǎn)基因植物、克隆動(dòng)物、DNA芯片、生物傳感器等；由于現(xiàn)代生物技術(shù)與信息技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、海洋技術(shù)等一起構(gòu)成了新技術(shù)革命的主力，使食品、醫(yī)藥、化學(xué)、能源、采礦等工業(yè)部門的生產(chǎn)效率極大的提高，產(chǎn)品的附加值很高。時(shí)期名稱采用技術(shù)附加值第一代產(chǎn)品啤酒、蘋果酒、發(fā)酵面包、醋自然發(fā)酵很低

第二代產(chǎn)品抗生素、單細(xì)胞蛋白質(zhì)、酶、乙醇、丙酮、維生素、氨基酸初步的物理、化學(xué)遺傳分析、細(xì)胞雜交、物理化學(xué)、誘變育種等高第三代產(chǎn)品基因藥物、DNA芯片、生物導(dǎo)彈基因工程、細(xì)胞工程等很高表1-1生物技術(shù)各期產(chǎn)品2．生物技術(shù)產(chǎn)品的特點(diǎn)（1）目的產(chǎn)物產(chǎn)率低（2）初始物料組成復(fù)雜（1）目的產(chǎn)物產(chǎn)率低通過生物技術(shù)獲得的產(chǎn)品，一方面受到生物體或生物原料的內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)的影響，另一方面還受到技術(shù)條件和環(huán)境條件的制約，使得生物技術(shù)產(chǎn)品的目的產(chǎn)物產(chǎn)率比較低。例如一種基因工程藥物生產(chǎn)的主要程序是：目的基因的克隆，構(gòu)建DNA重組體，將DNA重組體轉(zhuǎn)入宿主菌構(gòu)建工程菌，外源基因表達(dá)產(chǎn)物及其分離純化等，具體的步驟還會(huì)隨著生產(chǎn)條件的不同而有所改變，如受到原料理化性質(zhì)、產(chǎn)物代謝、高技術(shù)、精密儀器設(shè)備的制約，還受到溫度、pH、滲透壓等很多環(huán)境條件的影響，造成了目的產(chǎn)物的產(chǎn)量較低。如，青霉素是微生物所產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，其產(chǎn)量遠(yuǎn)比初級代謝產(chǎn)物量低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性能又不穩(wěn)定，青霉素的產(chǎn)量不高。（2）初始物料組成復(fù)雜生物技術(shù)產(chǎn)品不同于其他的一般產(chǎn)品，它的初始物料是生物原料。生物原料則指生物體的某一部分及生物生長過程所能利用的物質(zhì)，如淀粉、糖蜜、纖維素等有機(jī)物，也包括一些無機(jī)化學(xué)品，甚至某些礦石，組成復(fù)雜，組分差別很大。特別是生物制品，它的原輔料都是采用血液、臟器組織、微生物、寄生蟲、動(dòng)物毒素等生物活性材料為起始材料，所以生物技術(shù)產(chǎn)品的初始物料組成具有不確定性、不穩(wěn)定性和復(fù)雜性的特點(diǎn)。五、生物技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用（一）生物技術(shù)與農(nóng)牧業(yè)（二）生物技術(shù)與醫(yī)藥衛(wèi)生（三）生物技術(shù)與環(huán)境保護(hù)（四）生物技術(shù)與食品工業(yè)（一）生物技術(shù)與農(nóng)牧業(yè)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已使生物技術(shù)滲透到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面。生物技術(shù)在農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用主要是運(yùn)用現(xiàn)代遺傳學(xué)的工具來增強(qiáng)動(dòng)、植物的有益性狀，以促進(jìn)產(chǎn)品增產(chǎn)。如轉(zhuǎn)基因的抗病、抗蟲植物，包括抗蟲棉、抗蟲水稻、抗蟲煙草、抗蟲番茄。植物組培快繁和植株脫毒，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛運(yùn)用于花卉、果樹的種苗培育，包括香蕉、柑桔、蘋果、葡萄、馬鈴薯、甘薯、草莓無毒苗等。酶工程目前主要應(yīng)用于飼料加工領(lǐng)域，加入淀粉酶可提高飼養(yǎng)動(dòng)物對非淀粉多糖(NSP)的利用率，加入蛋白酶可提高動(dòng)物對蛋白質(zhì)的吸收率，加入酶制劑，可以去除抗?fàn)I養(yǎng)因子，改善動(dòng)物的內(nèi)分泌，增強(qiáng)抗病能力，增強(qiáng)動(dòng)物的消化吸收能力。另外，植物單倍體培養(yǎng)、原生質(zhì)體融合、胚胎移植在動(dòng)植物育種和繁殖方面都取得了一定的成就；單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)與微藻類培養(yǎng)使人們把未來農(nóng)業(yè)的希望寄托在微生物上，目前取得較大進(jìn)展；同時(shí)有益生物菌制劑、組培生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物、植物人工種子、獸用生物制品的開發(fā)都為農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)解決了生物技術(shù)之外技術(shù)不可解決的問題。（二）生物技術(shù)與醫(yī)藥衛(wèi)生生物技術(shù)首先在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域主要用于臨床醫(yī)藥生產(chǎn)方面的應(yīng)用，利用基因工程可以生產(chǎn)天然稀有的醫(yī)用活性多肽或蛋白質(zhì)，如干擾素和白細(xì)胞介素、尿激酶原激活因子、各種疫苗、胰島素和其它生長激素等，基因工程制藥產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初步形成。特別是青霉素的大規(guī)模液體深層發(fā)酵，對它的研究與生產(chǎn)開創(chuàng)了現(xiàn)代發(fā)酵工程之先河。隨著基因工程和酶工程的發(fā)展，抗生素及其它微生物代謝藥物的生產(chǎn)進(jìn)入一個(gè)新階段。例如更高效的抗腫瘤藥物羥基喜樹堿和前列腺素；通過基因誘變，使微生物產(chǎn)生新的合成途徑，從而獲得新的代謝產(chǎn)物；利用微生物產(chǎn)生的酶，對藥物進(jìn)行化學(xué)修飾，例如多種半合成青霉素的生產(chǎn)。其次，生物技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療診斷和設(shè)備方面。限制性酶的酶解片段長度多態(tài)性分析方法可以檢測出突變的基因；等位特異性寡核苷酸探針檢測法可以診斷某些遺傳??；聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)也用于診斷疾病。免疫導(dǎo)向藥物又可稱為“生物導(dǎo)彈”，因其帶有單克隆抗體而能自動(dòng)導(dǎo)向，在生物體內(nèi)能夠與特定目標(biāo)細(xì)胞或組織結(jié)合，并由其攜帶的藥物產(chǎn)生治療作用。此外，生物技術(shù)還應(yīng)用于疫苗研制方面。目前用于人類疾病防治的疫苗有20多種，可分為傳統(tǒng)疫苗和新型疫苗。前者主要包括減毒活疫苗和滅活疫苗，后者則以基因疫苗為主。基因工程疫苗的成功應(yīng)用為人類抵制傳染病的侵襲，確保整個(gè)群體的優(yōu)生優(yōu)育提供了強(qiáng)有力的保障。目前，我國開發(fā)重點(diǎn)是乙肝基因疫苗、狂犬疫苗和流感疫苗。（三）生物技術(shù)與環(huán)境保護(hù)生物技術(shù)在污染治理、環(huán)境監(jiān)測等方面發(fā)揮著重要的作用，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理，有毒有害物質(zhì)的無害化處理等各個(gè)方面。它可以在常溫常壓和中性的條件下就地實(shí)施，具有設(shè)備簡單、成本低廉、效果好、操作簡便等優(yōu)勢。（四）生物技術(shù)與食品工業(yè)食品工業(yè)是生物技術(shù)應(yīng)用的非常重要的領(lǐng)域。第二節(jié)食品生物技術(shù)概論一、什么是食品生物技術(shù)二、食品生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀三、未來食品生物技術(shù)的展望一、什么是食品生物技術(shù)食品生物技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用，是指以現(xiàn)代生命科學(xué)的研究成果為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代工程技術(shù)手段和其他學(xué)科的研究成果，用全新的方法和手段設(shè)計(jì)新型的食品和食品原料。食品生物技術(shù)包括在食品加工制造上的所有生物技術(shù)，涉及到基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、酶工程以及生物工程下游技術(shù)和現(xiàn)代分子檢測技術(shù)。它涵蓋了分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、免疫學(xué)、生理學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、生物物理學(xué)等生物類學(xué)科，同時(shí)涉及信息學(xué)、電子學(xué)和化學(xué)等學(xué)科，是一門多學(xué)科相互滲透的綜合性技術(shù)。二、食品生物技術(shù)的發(fā)展簡史食品生物技術(shù)包括傳統(tǒng)食品生物技術(shù)和現(xiàn)代食品生物技