第一章 食品生物技术概论-考研

食品生物技术概论45学时，1~12周周三1~4节课学分：2.5唐艺玲（外聘）华南农业大学资源与环境学院生态系手机：[phone]E-mail：[e-mail]考勤：10%（点名+提问）作业：20%（3次，主、客观）期末考试：70%成绩构成多互动，共进步！课程计划周次（月.日）课程1（3.2）第一章绪论2（3.9）第二章基因工程第1~3节3（3.16）第二章基因工程第4~7节4（3.23）第三章酶工程5（3.30）第四章发酵工程6（4.6）第五章细胞工程7（4.13）第六章蛋白质工程8（4.20）第七章生物技术与农副产品9（4.27）第八章生物技术与饮料10（5.4）第九章生物技术与食品保鲜11（5.11）第十章生物技术与食品分析检测12（5.18）第十一章生物技术与食品工业废水处理；复习新课前提问复习，讲完后归纳总结纯理论应用案例第一章绪论生物技术概述食品生物技术概述§1.生物技术概述——指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的的技术。•生物技术的概念（biotechnology）1.人类所需的，按照计划2.现代生物工程手段3.改造、加工重点生物技术的发展简史四个时期经验生物技术近现代生物技术建立近现代生物技术全胜现代生物技术造酒，面包，天花疫苗经验，发展缓慢微生物、酶理论，推动工业化生产，大规模标志：青霉素工业传统生物技术时期标志：DNA重组技术DNA双螺旋结构遗传信息的传递遗传物质的表达基因工程技术（胰岛素）核心技术飞跃传统产业新兴学科，朝阳产业生物技术的内容1.基因工程（geneengineering）（1）别名：基因操作、遗传工程，重组DNA技术（2）原理：以分子遗传学为基础，利用人工方法把生物的遗传物质分离出来，在体外进行切割、拼接和重组。然后将重组DNA导入某种宿主细胞中，从而改变它们的遗传性质；也可以使新的遗传信息在新的宿主细胞中大量表达，以获得基因产物（多肽或蛋白质）。这种创造新生物并赋予新生物以特殊功能的过程就成为基因工程。（3）应用：食品：改良菌株的应用到面包、干酪制作，控制风味农业：作物品种改良医学：激素、干扰素2.细胞工程（cellengineering）（1）原理：指应用细胞学的方法，以组织、细胞和细胞器为对象进行操作，在体外条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞的某种生物学特性按人们的意愿进行改造，从而达到改良生物品种和创造新品种，加速动植物个体的繁育，或获得某种有用的物质。（2）技术：动、植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术、细胞器移植技术等（3）应用：细胞融合：培育多种植物的杂种植株植物细胞培养：生物碱类、色素、激素动物细胞培养：干扰素、人体激素、疫苗等3.酶工程（enzymeengineering）（1）原理：利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，或对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的一项技术（2）技术：酶的生产技术和固定化技术、细胞固定化技术、酶分子修饰改造技术及酶反应器技术（3）任务：通过人们的预先设计、经过人工操作控制而获得大量所需的酶，并通过各种方法使酶发挥最大催化功能4.发酵工程（fermentationengineering）（微生物工程）（1）原理：利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊的特点，在适宜的条件下，通过现代化工程技术手段，利用微生物某种特定功能生产出人类需要的产品的过程（2）生物工程的中心地位，大多数生物工程的目标产物都是通过发酵工程来实现的5.蛋白质工程（proteinengineering）原理：在基因工程基础上，结合蛋白质结晶学和蛋白质化学等多学科，通过对基因的定向改造而对蛋白质分子进行定位突变，从而达到对蛋白质进行改造，生产出能够满足人们需要的新型蛋白质。5大技术的联系——相互联系，相互渗透核心技术：基因工程主要终端：发酵工程基因工程和细胞工程是生物技术的基础；蛋白质工程、重组DNA技术和酶固定化技术是最富有特色和潜力的生物技术；发酵工程和组织培养是目前较为成熟、广泛应用的生物技术工程菌酶基因工程发酵工程改造生产生物技术的特点发展迅速技术突飞猛进；越来越多的转基因动、植物高效低耗“工程菌”生产胰岛素，转基因作物提高粮食产量不可取代性技术效应、经济效益无法取代竞争激烈基因争夺战涉及社会问题克隆人类，转基因食品安全，生态环境生物技术产品的特点时期产品采用技术附加值古时代啤酒、苹果酒、发酵面包、醋自然发酵很低巴斯德时代抗生素、单细胞蛋白质、酶、乙醇、丙酮、维生素、氨基酸初步的理化遗传分析、细胞杂交、理化诱变育种等高现代生物技术基因药物、DNA芯片、生物导弹基因工程、细胞工程等很高特点1目的产品效率低（原料构造、技术条件、环境状况）特点2初始物料组成复杂（生物原料不确定性、不稳定、复杂性）生物技术产品：利用基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程技术手段，按照人们预先的设计，改造或加工生物体或生物原料而获得的人们所需要的产品。生物技术在各领域的应用•农牧业转基因获得作物有益性状、酶工程加工饲料、动物育种和繁殖•医药卫生临床医药（基因工程制药）、医疗诊断和设备、疫苗研制•环境保护污染治理、环境监测§2.食品生物技术概述食品生物技术是现代生物技术在食品领域中的应用——是指以现代生命科学的研究成果为基础，结合现代工程技术手段和其它学科的研究成果，将全新的方法和手段应用于食品原料、食品加工、食品贮藏保鲜、食品添加剂、食品品质检测、食品综合利用和食品工业废水处理中。食品生物技术涉及多种生物技术，涵盖多项学科，是一门多学科相互渗透的综合性技术食品生物技术的发展简史1.传统食品生物技术（1）时间：公元前（2）主要技术：酿造、酶制剂、味精、氨基酸生产（3）食品：面包、奶酪、啤酒、葡萄酒、酱油、醋、米酒、发酵乳品（4）产品的产量和产值占据食品生物技术首位酿造、微生物发酵和重组DNA综合技术分别是传统、近现代、现代食品生物技术的技术特征2.现代食品生物技术（1）时间：20世纪70年代初（2）主要技术：近现代发酵技术、酶技术、基因工程（3）食品：食品原料（葡萄糖、麦芽糖等），食品添加剂（活性干酵母、味精等氨基酸、微生物素），食用益生菌食品生物技术的发展现状1.改良食品原料和食品微生物，提高食品的营养价值及加工性能“工程菌”在啤酒生产中的应用2.生产各种新型食品和食品添加剂保健食品、功能食品、食品添加剂3.可直接应用于食品生产过程的物质转化发酵食品、制酶4.工业化生产功能性食品及其成分DHA、人造奶油5.食品包装，食品检测、处理食品工业废水未来食品生物技术的展望1.不断开发食品添加剂新品种2.完善发展微生物保健食品3.转基因食品4.食品发酵工业5.食品保鲜领域6.食用纳米材料用食品生物技术生产产品应遵循的原则：（1）外源基因的表达不能损害原食品的特征风味（2）外源基因片段应尽量短，无不良特性的表达（3）目的基因的获得必须来自对人体无害的生物体中本章重点1.生物技术的概念、内容及原理2.生物技术4个发展阶段的名称3.食品生物技术的概念谢谢！