绪论食品生物技术进展

食品生物技术（FoodBiotechnology）选修课、36学时上课时间:1-9周成绩构成:ppt+期末考试期末考试：60分平时成绩:ppt汇报40分。 食品生物技术内容基因工程及其在食品工业中的应用发酵工程及其在食品工业中的应用酶工程及其在食品工业中的应用细胞工程及其在食品工业中的应用蛋白质工程及其在食品工业中的应用 绪论:食品生物技术应用进展1RNA干扰技术及其食品应用2PCR技术及其食品应用3噬菌体展示技术及其食品应用4生物芯片技术及其食品应用5酶修饰技术及其食品应用6蛋白质工程及其食品应用7ATP生物发光检测技术及其食品应用8生物传感器及其食品应用9免疫技术及其食品应用10发酵技术及其食品应用本课程要学习的内容： 绪论食品生物技术应用进展 ★生物技术位于七大高新技术之首生物技术航天技术信息技术激光技术自动化技术新能源技术新材料技术。高新技术 ●在20世纪90年代初，“21世纪是生命科学的世纪”还是科学家的预言，仅仅十年的发展，在刚刚进入21世纪，这个预言正在变成现实。●«圣经»载，上帝在创世纪中创造了果木、动物和人；21世纪人类已经成为造物主，因为基因和细胞工程使人类能够改变生命并创造生命， 囊胚 西游记中孙猴子拔几根猴毛吹出几个小猴子的神话正在变成现实。 生物技术是21世纪的主导技术生物技术是近20年来发展最为迅速的高新技术，作为21世纪高新技术的核心，对人类解决面临的食物、资源、健康、环境等重大问题将发挥越来越大的作用。近10年来，生物技术获得突破性发展，生物技术产业产值以每3年增长5倍的速度递增，以生物技术为重点的第四次产业革命正在兴起，预计到2020年，全球生物技术市场将达到30，000亿美元。 ★食品生物技术的地位生物技术与人类健康生物技术与农林业生物技术与食品化工生物技术与能源、材料生物技术与海洋生物技术与航空航天生物技术与环保及军事食品生物技术属于生物技术的分支学科生物技术 食品生物技术定义食品生物技术是生物技术的一个分支学科。是生物技术在食品原料生产、加工和制造中的应用的一个学科。 包括了食品发酵和酿造等古老的生物技术加工过程，也包括了应用现代生物技术来改良食品的原料及其加工品质的基因工程、酶工程、细胞工程和蛋白质工程等。 生物技术涉及的学科高新技术的重要特征之一是学科横向渗透，纵向加深，纵横交错，发展迅速 基本特点：（1）现代生物技术产品销售额增长迅速（2）新医药是现代生物技术的主体产品（3）农业领域将掀起生物技术产业发展的第二个浪潮 ★生物技术的特征●传统生物技术：以酿造技术和发酵技术为主。是指旧有的制酱、醋、酒、奶酪、酸奶及有机酸的传统工艺。●现代生物技术：以重组DNA技术为核心。包括基因工程，发酵工程，细胞工程，酶工程和蛋白质工程。 生物技术的形成和发展1.传统生物技术●最早的生物技术可以追溯到公元前6000年，在西方，开始啤酒发酵、面包的发酵、酒精饮料和果汁发酵，制醋等。 ●在我国新石器时代后期，我国人民就会利用谷物造酒，以后出现酱和醋.●公元10世纪，我国就有了预防天花的活疫苗。 2.现代生物技术的发展1)现代生物技术是以70年代DNA重组技术的建立为标志的。2)1973年，美国加利福尼亚旧金山分校的HerberBoyer和斯坦福大学的StanleyCohen共同完成了一项著名的实验。在DNA连接酶的作用下,将两个具有EcoRI粘性末端的的质粒连接形成新的DNA组合. 图 生物技术在食品领域的应用近10年来，生物技术获得突破性发展，生物技术产业产值以每3年增长5倍的速度递增，以生物技术为重点的第四次产业革命正在兴起，预计到2020年，全球生物技术市场将达到30，000亿美元。目前食品生物技术产业产值约占生物技术产业总产值的15-20％，国际市场上以生物工程为基础的食品工业产值已达2500亿美元左右，作为新的优质食物资源开发的重要手段，食品生物技术产业已逐渐成为食品工业的支柱，为解决全球性的食物、蛋白质和健康等问题提供有力支撑。 食品生物技术应用领域:１基因工程1)转基因小鼠;转基因动物-体内带有外源DNA的动物2)“乳腺反应器”:工程-哺乳动物的乳腺作为反应器 返回把大鼠生长因子基因转入小鼠得到巨大型的转基因小鼠。 乳腺反应器羊——生产胰蛋白酶抑制剂一杯羊奶——6000美元 基因轉殖番茄：利於長期保存、保鮮及運送乙烯形成酶基因乙烯形成酶反义DNA反义RNA Thelongershelflifetomato 转基因鱼 转基因鱼中科院水生生物研究所鱼类转基因工程组的科学家们，在朱作言院士的领导下，将草鱼的生长激素基因注入鲤鱼的受精卵，培育出一种带有草鱼生长激素基因的转基因鲤鱼F1代和另一种具有草鱼生长激素基因的转基因三倍体鲤鱼“吉鲤”。转基因鲤鱼F1代是由黄河鲤和草鱼生长激素基因组成的转“全鱼”基因鱼，它150天可长至1200克，最大可达2000克；两年可达5000克。它的生长速度比普通鲤鱼快140%以上。 将北极鱼体内具有防冻作用的基因提取出来，再植入草莓之内，就产生了新品种的耐寒草莓。因此，转基因生物能更好地防治病虫害，抵御干旱和严寒，产量高。 2细胞融合 紫草细胞可以直接用作消炎药物或色素 DollyIn1997,ThiswasachievedbynucleartransferDollywasgeneticallyidenticaltothedonor 1996年，Wilmut和他的同事们从一只白色妊娠绵羊的乳腺刮下若干个乳腺膜细胞。然后，从形体较小的苏格兰黑面羊摘取卵细胞，去除其细胞核（DNA）。把白羊的乳腺细胞核放入黑羊的已去除细胞核的卵细胞中，用电脉冲使这些细胞融合在一起。 微生态保健制品健康人肠道中存在重要的正常生理菌群如双歧杆菌、乳杆菌、嗜热链球菌，这些微生物经过培养发酵等可以研制成一类活菌营养保健制品。 真菌多糖 灵芝多糖 灵芝多糖 酶制剂在食品科学中的应用酶在食品工业中的应用十分广泛，几乎涉及所有食品领域。例如，酒类、乳品、焙烤食品、淀粉糖、果蔬制品、肉制品等加工过程. 凝乳酶奶酪加工中通过水解酪蛋白，使液态乳转变成凝乳． 蛋白酶水解蛋白质 果胶酶水解果胶 5蛋白质工程蛋白质工程指应用基因工程的原理，通过对蛋白质基因中的某个碱基进行定向改变，从而改变蛋白质的氨基酸序列，使蛋白质的结构功能发生变化，产生符合人们所需的蛋白质或酶。 蛋白质与酶的基因改造例子1酵母磷酸丙糖异构酶：将Asn14或Asn178改变为Thr或Ile后,酶的热稳定性增加。2β-干扰素(糖蛋白)：内含有三个Cys(31,141和17)，当Cys17改变为Ser后,活性从106U/mg提高到108U/mg。3枯草杆菌蛋白酶:它为一种生物去污剂成分，它的活性中心含有Met222,Met222改变为Ser,Ala或Leu时，在1mol/L双氧水环境中任保持活性。 基因工程：用“剪刀+糨糊”创造新物种的工程。细胞工程：微观水平的嫁接技术酶工程：让工厂高效、安静、美丽如画的工程。发酵工程：把微生物或细胞造就成无数微型工厂。蛋白质工程：巧夺天工的技术。 食品生物技术重点开发的领域有：1)高产菌株和耐特殊环境微生物的遗传育种,对产量上已占优势的产品，提高生产菌的发酵能力；分离筛选生物合成新资源、新材料的微生物；采用DNA重组技术构建适应特殊环境的新菌种。 食品生物技术重点开发的领域有：2)新型食品添加剂的开发和应用:当今人们要求食品更加天然、低脂低热、低胆固醇、不用或少用化学合成的添加剂因此，用生物法代替化学合成法开发新型保鲜剂、香料、防腐剂、天然色素以及具有免疫调节、延缓衰老、抗辐射、整肠健胃的功能性食品添加剂，具有广阔的发展前景。 食品生物技术重点开发的领域有：3)新酶种的开发应用:继淀粉水解酶的品种配套和应用开拓取得显著成效以来，目前三大酶种(淀粉酶、糖化酶、蛋白酶)的活力达到翻番。 生物技术在对人类生活和社会进步产生全面深刻影响的同时，与火药、核能等许多重大发明一样，在造福人类的同时，也可能带来潜在的负面影响，如果对此缺乏认识，也会造成不良后果★生物安全 1.转基因植物扩散可能会造成生态入侵。生态入侵等于转基因植物引种不当，造成的爆发性蔓延，破坏了当地的物种的生存环境，使自然纯在的物种濒危或灭绝。引种不当的例子屡见不鲜。 生物“引狼入室”还要引多久？上海有关部门组织人力在黄浦江上游地区打捞水葫芦。一种俗称水葫芦的生物疯狂肆虐我国南方江河湖泊，各地水域警报频传。100年前被作为花卉引入中国的水葫芦，如今每年至少投入上亿元巨资打捞。权威人士指出，小小水葫芦，折射出了一个亟需警惕的生态安全大问题。据介绍2002年1至8月，仅上海的水葫芦约有184万吨，目前已打捞近60万吨，剩下的主要集中在中小河道。整治任务之艰巨由此可见。 黄浦江水葫芦 “WithGMsoyingredient”“NoGMingredientsabsolutely”3.转基因食品标识问题 6种雀巢食品含有不明基因雀巢食品，你敢吃吗？全球最大的跨国食品商：雀巢、卡夫、联合利华，在欧洲承诺不使用转基因原料，但在亚洲却没有此项承诺。一则关于雀巢公司的消息在网上流传：雀巢公司在中国大陆和港澳地区销售转基因食品。 雀巢执行双重标准6种雀巢公司食品含有不明基因，它们是：雀巢甘脆朱古力，百福豆浆(百福是雀巢公司的牌子)，百福高钙豆浆，雀巢婴儿纯米粉(苹果味)，凤仙雪条，百福豆腐花。 撬开雀巢沉默的大门2002年，朱燕翎在上海家乐福购买了一袋6元8角的“雀巢巧伴伴”，包装上并没有标注含转基因成分，经过有关部门鉴定，其确实含有是转基因成分。4月，朱女士以侵犯消费者知情权为由将瑞士雀巢公司及上海雀巢告上法庭。此举成就了中国消费者状告食品生产商因没有标注转基因食品，侵犯知情权的第一案。 朱燕翎，是曾经是雀巢品牌的忠实消费者,上海的一位“海归”女性。朱女士有一个3岁的儿子，非常喜欢雀巢巧伴伴包装上的卡通画，而且雀巢巧伴伴的味道也好，她经常买给儿子吃。 4.人类克隆？？？●美国：RichardSeed,M.D.●法国：布瓦舍瑟里耶(女)●意大利：安蒂诺里。 意大利专家安蒂诺里法国：布瓦舍瑟里耶 ScientificAmericanarticlereportingthe“first”clonedhumanembryoshowingclonedcumuluscells.AdvancedCellTechnologyNov24,2001 5.生物武器灾难生物战剂：是指在军事行动中用以杀伤人蓄和农作物的致病微生物、毒素和其它生物活性物质的统称。如生物战剂制成的炸弹也称生物武器。生物战剂的种类：（1）细菌生物战剂：如炭疽芽孢杆菌、鼠疫病菌（耶尔森氏菌）、肉毒杆菌、伤寒杆菌、结核杆菌等。（2）病毒类生物战剂：如黄热病毒、委内瑞拉马脑炎病毒、天花病毒、埃博拉病毒等。