食品生物技术课程考核方法

食品生物技术课程考核方法本课程考核内容分为4部分。一是课程论文，要求学生撰写1篇综述性课程论文或专题论文，题目自拟，3000字左右，必须有自己独到新颖的见解，深广度、结构层次与语言、规范性和新颖性分别占20%、20%、20%和40%，10篇以上参考文献，其中至少1篇外文文献，满分45分；二是平时提交的网络作业，共20道小题，每题3分，可选作12题以上，回答18题以上者为满分，有创新思路或观念者满分，其他情况根据回答的内容进行判分，最高35分；三是上网量和上网交流次数，根据实际情况进行评判，满分20分；四是实验，采用门槛式加创新式管理方法，重视过程管理，实验认真并按时提交实验报告即为满分，有创新性表现者根据实际情况进行奖励。食品生物技术网络小作业1.谈谈你对生物技术的概念以及这个学科的理解。我定义的生物技术是与生物相关的技术在与人类相关行业的应用。对这个学科的理解刚开始认为是学习所有有用的与生物有关的技术，当学了生物技术的真正概念是才了解到生物技术是生物、化学和工程学的交叉学科，而且生物技术主要有四大先进技术基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程，与自己以前的理解比较范围小很多。再就是在学习后才发现发酵这样古老的技术也属于生物技术的范畴，生物技术存在身边却不知道。身边就是科学。2.基因工程作为生物技术的四大技术技术之一，其本质特征是什么？何以又分为了三代？（1）基因工程是指将人们需要的基因从DNA或染色体上切割下来或人工合成，将该外源基因与载体DNA在体外进行重组，将形成的重组子通过转化或转导的方式转入受体细胞，使后者获得复制表达外源基因的能力，从而定向改变生物遗传性状或创造新物种的技术。（2）20世纪80年代以来，在基因工程的基础上又发展了第二代基因工程，即蛋白质工程它是利用X—射线结晶学和计算机图像显示计算，确定天然蛋白质的立体空间三维构象和活性部位，分析设计需要改变或替换的氨基酸残基，然后采用定位突变基因等方法，直接修饰或人工合成基因，有目的地按照设计来改变蛋白质分子中的任何一个氨基酸残基，以达到改造天然蛋白质或酶，提高其应用价值的目的，蛋白质工程是基因工程的深化和发展。在活的生物细胞内通过基因操作，局部设计、改造和更新固有的代谢途径，就能达到认识生命、改造生命和优化生命之目的，这是第三代基因工程—途径工程的研究内容。3.什么是单克隆抗体技术？谈谈你对这一技术的认识。（1）将产生抗体的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞杂交，获得既能产生抗体，又能无限增殖的杂种细胞，并生产抗体的技术。（2）这是一种将两种细胞的优势结合起来的一种免疫学技术,将产生抗体的单个B淋巴细胞同肿瘤细胞杂交，获得既能产生抗体，又能无限增殖的杂种细胞，并以此生产抗体。印象中肿瘤细胞是百害而无一用的，在这项技术里真正发现不是所有的不好的东西都有坏处，只要加以正确利用就可以发挥其有用的一面。4.什么是固定化酶？酶固定化的本质特征是什么？酶的固定化有什么意义？（1）固定化酶是指固定在载体上并在一定空间范围内进行催化反应的酶。（2）酶的固定化是指通过某种方式将酶和水不溶性载体相结合，使酶被集中和限制，从而在使用时不再扩散。（3）固定化酶具有稳定性增加、可反复使用并易于和产物分开等优点，克服了游离酶的不足之处。5.发酵工程与酿造技术有什么区别？发酵工程，也称微生物工程，是利用经优选或现代化技术改造的菌株的生命活动，通过现代化工程技术手段进行工业规模生产的技术。它是以微生物学、生物化学和生化工程为三大基础而形成的一个完整的学科体系。酿造技术是人类在认识微生物之前对微生物的利用，是发酵工程发展初期，是传统生物技术的技术特征。酿造技术是发酵工程的一个重要分支。6.怎样看待生物技术之四大子技术的内在联系？四大子技术之间是密切联系、不可分割的。从技术角度看四大技术的内在联系基因工程改造细胞细胞融合技术细胞工程动植物细胞培养培养细胞发酵工程培养对象不同酶工程“分子水平上的发酵工程”从产品角度看四大技术的内在联系提上游技术供种质产品动植物细胞培养环下游技术境条件发酵工程酶工程基因工程细胞融合技术细胞工程上游技术提供优良遗传形状的种质，而下游技术提供遗传性状表达的环境条件。7.谈谈你对初级代谢产物、次级代谢产物、二段培养法、生产培养基几个名词的理解。初级代谢产物是指微生物生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。在不同种类的微生物细胞中，初级代谢产物的种类基本相同。此外，初级代谢产物的合成在不停地进行着，任何一种产物的合成发生障碍都会影响微生物正常的生命活动，甚至导致死亡。次级代谢产物是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质，如抗生素（链霉素、青霉素、红霉素和四环素等）、毒素、激素、色素等。不同种类的微生物所产生的次级代谢产物不相同，它们可能积累在细胞内，也可能排到外环境中。二段培养法是指用二个培养罐产生有用物质的培养方法。其中，第一罐是用适合于细胞生长的培养基来繁殖细胞，第二罐是用不同成分培养细胞。该方法是用于细胞二级培养的，二级培养相对于一级培养的细胞大量增殖，主要目的是产生大量次级代谢产物而减少生长和增值速度，因而第二罐培养罐的成分与第一罐显著不同，应为更适于次级代谢产物生成的营养物。生产培养基是能够培养出具有低下的生长速度的细胞，同时很少或不进行细胞分裂，但具有较高的次级代谢物产量的培养基，适用于次级代谢产物的大量生产。8简述纤维素酶及其在食品工业的应用。1、纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，是起协同作用的多组分酶系。是与1906年在蜗牛的消化液中发现的。2、在食品工业中，植物性农副产品是食品工业的主要原料，食用的部分常是植物细胞的内容物。细胞壁的主要成分是纤维素、半纤维素和果胶等，恰当地利用纤维素酶处理可使细胞壁发生不同程度的改变，比如发生软化、膨胀、崩溃等，从而可以改变细胞壁的通透性，提高细胞内含物蛋白质、淀粉、油脂、糖等的提取，改善食品质量，简化食品加工工艺和提高产量。以下是纤维素酶在食品工业中应用的几个例子。（1）在果蔬汁的生产中利用纤维素酶对纤维素类物质的降解促进果蔬汁的提取与澄清，提高可溶性固性物含量，也可以做到果皮渣的综合利用。（2）在种子蛋白中纤维素酶的利用，纤维素酶用于处理大豆可以促使其脱皮增加大豆或豆饼中提取优质水溶性蛋白质的得率，也可以用于回收豆渣中的蛋白质和油渣。（3）在速溶茶的生产中若将沸水浸泡与酶法结合，既可以缩短抽提时间，又可提高水溶性较差的茶单宁、咖啡因等的抽提率。9.什么是淀粉糖？你了解哪些淀粉糖和淀粉糖生产企业？利用含淀粉的粮食、薯类等为原料，经过酸法、酸酶法或酶法制取的糖，包括麦芽糖、葡萄糖、果葡糖浆等，统称淀粉糖。淀粉糖种类按成分组成来分大致可分为液体葡萄糖、结晶葡萄糖(全糖)、麦芽糖浆(饴糖、高麦芽糖浆、麦芽糖)、麦芽糊精、麦芽低聚糖、果葡糖浆等。生产淀粉糖的企业有山东西王糖业有限责任公司，山东保龄宝生物技术有限公司，鲁洲生物科技有限公司，秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司，上海融氏企业有限公司，黄龙食品工业有限公司，广州双桥股份有限公司，沂水大地玉米开发有限公司，长春帝豪食品发展有限公司，河北健民淀粉糖业有限公司，山东都庆股份有限公司，山东天力生物科技有限公司，山东龙力生物科技有限公司，禹城福田药业有限公司10.淀粉糖酶主要有哪几种类型？其作用特性分别是怎样的？都有哪些主要用途？淀粉糖酶类主要有α-淀粉酶，β-淀粉酶，葡萄糖淀粉酶，脱枝酶。一α-淀粉酶⑴一般特性底物：淀粉和糖原键型：α-1,4键，一般不水解支链淀粉的α-1,6键，也不水解紧靠分枝点α-1,6键外的α-1,4键。切割方式：随机内切产物：糊精、麦芽糖和葡萄糖⑵对底物分子大小的要求，水解淀粉分子在最初阶段速度很快，将庞大的淀粉分子内切成较小分子的糊精。随着淀粉分子相对分子质量变小，水解速度减慢。而且，底物分子相对分子质量越小，水解速度越慢。工业应用：随着淀粉分子快速地由大变小，淀粉浆粘度急剧下降，因此，工业上将α-淀粉酶称为液化型淀粉酶。工业生产上一般只利用α-淀粉酶对淀粉分子进行前阶段的液化处理。⑶对Ca2＋的需求，微量的Ca2＋即可保证α-淀粉酶的活性，但加Ca2＋盐可提高α-淀粉酶的高温稳定性。一般耐热性的α-淀粉酶，Ca2＋同酶蛋白结合相对紧密一些。⑷耐热性α-淀粉酶（高温α-淀粉酶）与一般的α-淀粉酶相比：①在90℃以上高温液化淀粉，反应快，液化彻底，可避免淀粉分子胶束重排形成难溶性的团粒，因此易过滤，且节省能源。②对Ca2＋依赖性小，液化时不需添加Ca2＋，减少精制费用，降低成本。③酶的稳定性好，因此在淀粉糖生产及发酵工业中，一般细菌淀粉酶逐步被耐热性淀粉酶所取代。二β-淀粉酶⑴一般特性底物：淀粉一般特点：α-1,4键，非还原端，两个葡萄糖单位产物：极限糊精，麦芽糖50～60%⑵工业来源有植物β-淀粉酶和微生物β-淀粉酶。由于植物来源的β-淀粉酶生产成本较高，所以微生物来源的β-淀粉酶逐步受到重视。（植物来源的成本高）虽然芽孢杆菌β-淀粉酶来源丰富，但热稳定性不及植物β-淀粉酶。（芽孢杆菌来源的热稳定性不好）。工业上仍以植物β-淀粉酶为主生产麦芽糖。三葡萄糖淀粉酶又称糖化酶，商业酶制剂由霉菌中的曲霉、根霉生产。最适温度50～60℃，最适pH4～5。作用特点：①葡萄糖淀粉酶对淀粉的水解作用也是从淀粉分子非还原端开始依次水解一个葡萄糖分子；②构型转变为β-型，因此产物为β-葡萄糖；③能水解淀粉分子的α-1,4键、α-1,3键、α-1,6键，表例，水解速度100∶6.6∶3.6；④最基本的催化反应是水解淀粉生成β-葡萄糖，但在一定条件下也能催化葡萄糖合成麦芽糖或异麦芽糖的反应；⑤水解速度与底物分子大小有关，底物分子越大，反应速度越快。四脱枝酶基本特点①底物：支链淀粉、糖原及相关大分子化合物②特异性：α-1,6糖苷键③分布：广泛存在于植物和微生物中。工业用途①与β-淀粉酶一起用来制造麦芽糖，可使麦芽糖的得率由50～60%提高到90%以上；②与糖化酶一起使用可将淀粉转化为葡萄糖得率提高到98%。工业用酶来源与淀粉加工有关的微生物脱枝酶有两类：①普鲁兰酶，又称茁霉多糖酶，这类酶能水解普鲁兰糖（聚麦芽三糖），代表菌株为产气荚膜菌。②异淀粉酶，它只对支链淀粉和糖原的α-1,6键有专一性，对普鲁兰糖无作用，代表菌株是假单胞杆菌。11.简述果葡糖浆、麦芽糖浆的类型及其生产工艺。1）果葡糖浆是一种以果糖和葡萄糖为主要成分的混合糖浆，国际上按果糖含量及其发展分为三代：第一代果葡糖浆：也称果葡糖浆、F42果葡糖浆和42型果葡糖浆，含42%的果糖，其它成分为葡萄糖53%，低聚糖5%，浓度为70～72%，甜度同蔗糖；第二代：也称高果糖浆，含果糖55%，葡萄糖40%，低聚糖5%，浓度76～78%，甜度约为蔗糖的1.1倍；第三代：也称纯果糖浆，含果糖量在90%以上，低聚糖3%，浓度79～80%，甜度为蔗糖的1.4倍。结晶果糖：有的国家还生产结晶，果糖纯度≥97%。2）果葡糖浆的生产工艺一般采用双酶水解工艺大致可分为3个步骤液化、糖化、葡萄糖异构化。①液化工艺条件：原料：淀粉乳浓度30～35%，α-淀粉酶8～10U/g干淀粉，Ca2+0.01mol/L液化条件：温度88～90℃,15～20min，pH6.2～6.4液化要求：DE值控制在15～20液化方法：一次升温液化法和连续进出料液化法②糖化，该生产工序要求糖化DE值越高越好。糖化操作比较简单，用稀盐酸调整pH4.5～5.0，加糖化酶量为100～200U/g（干物质）,糖化温度60℃左右，最终糖化液DE值达到95～96即终止糖化，进入过滤、脱色、离子交换等精制工序，得到纯净的葡萄糖液。③葡萄糖异构化，葡萄糖异构酶（EC5.4.1.5）实际上是木糖异构酶，能将D-木糖、D-葡萄糖、D核糖等转化为相应的酮糖。其基本过程为，将精制葡萄糖液调节pH为6.5～7.0，加入0.01mol/L的硫酸镁，在60～70℃的温度条件下，由葡萄糖异构酶催化生成果