食品生物技術復習要點

1、緒論生物技術基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程，其中基因工程技術是核心。基因工程應用人工方法把生物的遺傳物質，通常是把DNA分離出來，在體外進行切割、拼接和重組，然后將重組的DNA導入某種宿主細胞或個體，從而改變他們的遺傳特性；有時新的遺傳信息在新的宿主細胞或個體中大量表達，以獲得基因產(chǎn)物的過程。載體克隆載體、表達載體（第一類分法）質粒載體、酵母質粒載體和 噬菌體載體。細胞工程以細胞為基本單位，在體外條件下進行培養(yǎng)、繁殖，或人為地使細胞某些生物學特性按人們的意愿發(fā)生改變，從而達到改良生物品種和創(chuàng)新品種，加速繁育動、植物個體，或獲得某種有用物質的過程。技術動植物細胞的體外培養(yǎng)技術、細胞融合技術

2、、細胞器移植技術。動物細胞融合技術病毒融合技術、化學融合技術和電融合技術。酶工程利用酶、細胞器或細胞所具有的特異性催化功能，或對酶進行修飾改造，并借助生物反應器和工藝過程來生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品的一項技術。技術酶的固定化技術、細胞的固定化技術、酶的修飾改造技術以及酶反應器的設計技術。發(fā)酵工程利用微生物生長速度快、生長條件簡單以及代謝過程特殊等特點，在合適的條件下，通過現(xiàn)代化工程技術手段，由微生物的某種特定化功能生產(chǎn)出人們所需要的產(chǎn)品。食品生物技術是現(xiàn)代生物技術在食品領域中的應用，是以現(xiàn)代生命科學的研究成果為基礎，結合現(xiàn)代工程技術手段和其他學科的研究成果，用全新的方法和手段設計新穎的食品或食品原料。食

3、品生物技術的發(fā)展趨勢開發(fā)食品添加劑新品種發(fā)展微生物保健品發(fā)展螺旋藻等藻類產(chǎn)品應用生物技術大力開發(fā)某些蟲類高蛋白食品生物技術用于食品中病原菌的檢測生物技術用于食品安全檢測生物技術對農(nóng)產(chǎn)品深加工的影響生物技術推動食品工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展在食品組分的改性及加工中的應用生物技術在食品加工中的應用基因工程在食品加工中的應用改善食品原料加工特性和改良食品品質（蛋白質類食品：一是提高必須氨基酸的含量；二是改善蛋白質的加工性能油脂類食品：食用油三個重要的質量指標：營養(yǎng)價值、氧化穩(wěn)定性和功能性碳水化合物：增加淀粉含量或獲得性質獨特、品質優(yōu)良的新型淀粉）改善發(fā)酵食品品質酶制劑的生產(chǎn)和改良酶工程在食品加工中的應用酶名來

4、源主要用途-淀粉酶米曲霉、黑曲霉淀粉液化，制造葡萄糖，醇生產(chǎn)，紡織品退漿-淀粉酶麥芽、巨大芽孢桿菌、多黏芽孢桿菌麥芽糖生產(chǎn)，釀造啤酒，調節(jié)烘烤物的體積糖化酶根霉、黑曲霉、紅曲霉、內(nèi)孢酶糊精降解為葡萄糖 淀粉糖化生產(chǎn)葡萄糖工藝粉狀葡萄糖（收得率100%以上）結晶葡萄糖（收得率30%以上）濃縮固化或噴霧干燥結晶糖化液（DE95-96）液化液（DE12-18）淀粉漿（30%）-50%酒精工業(yè)原材料主要包括兩種：糖類物質（水果汁、樹汁、蜂蜜等）和淀粉類物質（谷類或根類等），后者需要在發(fā)酵前水解成單糖。葡萄酒釀制過程中常用的酶果膠酶、蛋白酶、花青素酶、-葡萄糖苷酶和其他酶類。啤酒后熟的主要目的是完成殘?zhí)?/p>

5、的后發(fā)酵，增加啤酒的穩(wěn)定性，飽和二氧化碳充分沉淀蛋白質，澄清酒液；消除雙乙酰、醛類及硫化氫等嫩酒味，促進啤酒成熟，盡可能是酒液處于還原態(tài)，降低氧含量。蛋白酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應用用木瓜蛋白水解酶制成嫩肉粉，使肉食嫩滑可口。用蛋白酶生產(chǎn)明膠香腸加工加工不宜使用的蛋白質，制造蛋白質水解物多數(shù)奶酪蛋白生產(chǎn)的主要過程通過乳酸菌將乳糖轉化為乳酸；蛋白質水解和酸化聯(lián)合作用使絡蛋白凝結葡萄糖氧化酶的作用催化葡萄糖脫氫，氧化成為葡萄糖酸，同時產(chǎn)生過氧化氫。怎樣提高凍結肉的質量？為了防止凍結中冰晶的成長，要盡可能地快速凍結，縮短凍結時間，使生成的冰晶體大小整齊。要盡可能地降低凍結終溫，以提高結晶率，使殘存液相濃度變

6、高，減少殘留液相的數(shù)量，降低結冰冷藏溫度，以降低各項的飽和蒸汽壓要盡可能的不使冰結晶冷藏中溫度出現(xiàn)上下波動，防止冰晶的成長。INA菌液及其胞外冰核技術的特點可以提高過冷卻點、縮短冷卻時間，從而確保凍結的質量，避免長時間凍結過程后的機械損傷，同時還可以節(jié)約能源，提高冷凍效率?？梢愿淖?nèi)馐称返馁|地。發(fā)酵工程在食品領域中主要的應用方面改造傳統(tǒng)發(fā)酵食品；優(yōu)化近代發(fā)酵產(chǎn)業(yè)；加速開發(fā)發(fā)酵產(chǎn)品酵母干燥過程中海藻糖達到10%-15%時，對干燥抵抗力明顯增強的原因酵母干燥時海藻糖的還原基不會與蛋白質中的游離氨基酸反應生成氨基糖，而且它在蛋白質周圍形成一個保護層抑制這類反應，是酵母的發(fā)酵活性得以保護。以上技術的具

7、體控制方法按酵母瞬時比生長率添加碳源和氮源，嚴格控制添加的碳氮比，在酵母發(fā)酵末期適當升溫和減少通風量，使酵母呈2-3小時的饑餓狀態(tài)，可使海藻糖含量增加到15%-16%（干基計）或更高黃原膠別名漢生膠，又稱黃單胞多糖，是黃胞桿菌利用糖質原料發(fā)酵生產(chǎn)的一種酸性細胞雜多糖。提取方法醇沉淀法原理：醇能降低多糖分子與水的親和力，使多糖分子脫水而相互聚集形成沉淀，同時還可以部分脫除發(fā)酵液中的色素、鹽類和有機物質。缺點：醇消耗量大，成本較高鹽析沉淀法利用黃原膠陰離子多糖的性質，可與高價金屬離子或有機陽離子形成沉淀，經(jīng)酸化后是陽離子解離出來，再用醇沉淀分離，可以大大降低醇的用量，降低生產(chǎn)成本。GOD保鮮原理G

8、OD可以催化葡萄糖與氧反應，生成葡萄糖酸和雙氧水。將葡萄糖和GOD與食品一起置于封閉容器中，在有葡萄糖存在的條件下，該酶可以有效降低或消除密封容器中的氧氣，從而有效地防止食品成分的氧化作用，起到食品保鮮的作用溶菌酶滅菌機理專一地作用于肽多糖分子中N-乙酰胞壁酸與N-乙酰氨基葡萄糖之間的-1,4糖苷鍵，從而破壞細菌的細胞壁，使之松弛而失去對細胞的保護作用，最終使細菌溶解死亡溶菌酶的種類內(nèi)N-乙酰己糖胺酶；酰胺酶；內(nèi)肽酶；-1,3、-1,6葡聚糖酶甘露糖酶；殼多糖酶生物防治生物防治是利用有益微生物或其他微生物來抑制或消滅有害微生物的一種防治方法，即用有益微生物及其產(chǎn)物防治有害微生物。乳酸鏈球菌素抗

9、菌機理通過干擾細胞膜的正常功能，造成細胞膜的滲透、養(yǎng)分流失和膜電位下降，從而導致致病菌和腐生菌細胞的死亡。香精香料利用生物技術生產(chǎn)天然香料香精的優(yōu)點不受自然環(huán)境條件的影響；可以用工程技術方法放大或工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品易于回收；可為發(fā)展中國家保護天然動植物資源；活性物質的手性合成利用生物技術生產(chǎn)香料香精的手段利用基因工程技術，改良香料植物的基因性狀，培養(yǎng)出高產(chǎn)香料物質的植物細胞株利用植物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術，大量培養(yǎng)香料植物，從而獲得高價值的香料物質利用酶工程技術，以酶為催化劑生物轉化合成高價值的香料物質利用微生物發(fā)酵技術，通過篩選能夠大量產(chǎn)生和積累香料物質的微生物，經(jīng)微生物發(fā)酵產(chǎn)生高價值的物質。有關

10、香料香精的基本概念及術語香料：可以用來調制香精的原料香精：由人工調配出來的各種香料的混合體。香型：描述某一種香精或香制品的整體香氣型或格調。香韻：描述一種香料或加香產(chǎn)品中帶有某種香氣韻調而不是整體香氣的特征。大豆肽大豆肽的功能易于消化吸收，提高氨基酸利用率降低膽固醇和血壓抗氧化功能免疫功能對微生物的生長有促進作用促進礦物元素吸收酶工程制備大豆肽的流程大豆分離蛋白加水混合高速攪拌預處理調節(jié)pH值加酶攪拌反應滅酶調節(jié)pH值離心蒸餾濃縮高溫滅菌噴霧干燥成品發(fā)酵工程制備大豆肽的流程粉碎配料滅菌冷卻接種發(fā)酵滅活分離過濾真空干燥噴霧干燥篩分成品玉米肽的功能抗血壓作用;輔助治療肝硬化和肝性腦病;抗氧化乳源肽

11、的類別阿片肽、阿片拮抗肽、抗高血壓肽、抗血栓肽、免疫調節(jié)肽、絡蛋白磷酸肽、抗菌肽、絡蛋白糖巨肽、苦味肽CPPs（絡蛋白磷酸肽）的功能促進鈣質的吸收和利用，并防止流失促進金屬元素的吸收促進精子進入卵細胞和體外精卵細胞融合谷胱甘肽谷胱甘肽是一種具有重要生理功能的活性三肽，由谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸經(jīng)肽鍵縮合而成。生理作用參與氨基酸的轉運，蛋白、核酸的合成；抗氧化作用；維持蛋白質巰基的還原狀態(tài)；維持酶的活性狀態(tài)；發(fā)生親電子異生化合作用天然色素的主要特點絕大多數(shù)天然色素無毒副作用，安全性高，對人體危害小很多實用天然色素含有人體所必須的營養(yǎng)物質，可對人體的某些疾病具有預防、治療等藥理作用和保健功能天然色

12、素的著色色調比較自然，更接近與天然物質的顏色，可以增加消費者對食品等的信賴度；但著色力差，染色不易均勻大部分天然色素對光、熱、氧、金屬離子、pH值等很敏感，穩(wěn)定性差 天然色素種類繁多、性質復雜，但就一種天然色素而言，應用是專用性較強，范圍狹窄。乳酸菌抑菌機理乳酸菌生產(chǎn)過程中，能產(chǎn)生有機酸、過氧化氫、羅伊氏素、丁二酮和細菌素等多種拮抗物質，這些物質對食品中的腐敗菌和病原菌有廣泛一致效果。其他生物防腐劑有機酸、雙乙酰、過氧化氫、羅伊氏素、那他霉素、泰勒菌素、聚溶素、酵母菌嗜殺霉素、霉菌素、食用菌、天然植物性和動物性防菌劑。酶傳感器利用生物活性材料為感受器，配以適當?shù)膿Q能器構成的分析工具，是一種靈敏

13、、快速、選擇性好、抗干擾能力強、響應時間段和檢測成本低的小型分析檢測儀器。結構生物敏感元件；換能器，信號處理放大裝置工作原理把酶電極插入待測溶液中，此時固定化酶專一地催化混合物種目的物質發(fā)生化學反應，產(chǎn)生某種離子或氣體等電極活性物質（生化信號），再由基礎電極給出混合物溶液中目的物質的濃度數(shù)據(jù)。酶材料常用的固定化方法夾心法、吸附法、包埋法、交聯(lián)法、共價結合法、微膠囊法在食品檢測中的應用農(nóng)藥殘留檢測；食品添加劑檢測；食品新鮮度的檢測DNA指紋技術特點多位點性；簡單的遺傳方式；高度變異性工作原理1、提取DNA（如果提取的DNA 量很少，可以將DNA樣品進行PCR擴增，得到大量的所需DNA）2、選用與

14、探針配對的限制性核酸內(nèi)切酶，在長鏈DNA位置上加以切割，將分子量很大的DNA長鏈切成許多長度不同的小片段 。3、在膠板尺寸較長的凝膠電泳儀中，對酶解完全后的DNA片段進行電泳，各酶切片段就會按其長度大小在電場中進行分離。4、先用堿性溶液使凝膠板中分離開的雙鏈DNA片段變性為單鏈片段，然后將凝膠板夾在尼龍膜中，并永久性地固定在尼龍膜上。5、讓放射性DNA探針與尼龍膜上的單鏈DNA片段進行雜交。6、用放射性膠片與尼龍薄膜疊放，尼龍膜上的放射性探針便會發(fā)出X射線使膠片曝光，從而使雜交探針的長度不同的DNA片段位置顯影在膠片上。這樣的特征DNA片段條狀圖譜，便是所謂的DNA指紋。PCR技術工作原理是以

15、擬擴增的DNA分子為模板，以一對分別與模板互補的寡核苷酸片段為引物，在DNA聚合酶的作用下，按照半保留復制的機制沿著模板鏈延伸直至完成新的DNA合成。基本反應變性、退火、延伸基本成分模板DNA、特異性引物、熱穩(wěn)定性DNA聚合酶、dNTP、二價陽離子、緩沖液及一價陽離子PCR引物設計遵循原則引物長度：15-30bp，常用為20bp左右引物擴增跨度：以200-500bp為宜，特定條件下可擴增長至10kb的片段引物堿基：G+C含量以40%-60%為宜，ATCG最好隨機分布。避免引物內(nèi)部出現(xiàn)二級結構引物3端的堿基，特別是最末端及倒數(shù)第二個堿基，應嚴格要求配對引物中有或可能加上合適的酶切位點，被擴增的靶序列最好有適宜的酶切位點引物特異性：引物應該與核酸序列數(shù)據(jù)庫的其他序列無明顯同源性引物量：每條引物的濃度0.1-1umol或10-100pmol酶聯(lián)免疫吸附（ELASI）檢測技術基本原理先將已知的抗體或抗原結合在某種固相載體上，并保持免疫活性，利用標記技術，將酶標記到抗體（抗原）上，測定時將待檢測標本和酶標抗原或抗體按不同步驟，與固相載體表面吸附的抗體或抗原發(fā)生特異性反應