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文檔簡介
FoodBiotechnology食品發(fā)酵技術(shù)歡迎大家跟我一起研討食品發(fā)酵技術(shù)也許我們會走彎路甚至犯些錯(cuò)誤,在追求真理的道路上,我們無疑將留下真知!一些觀點(diǎn)1.教學(xué)(教育educe,education)要靠師生合作,教師率眾達(dá)標(biāo)2.本領(lǐng)要靠自己學(xué)會,不是靠教會的。3.教學(xué)相長。(學(xué),然后知不足;教,然后知困。知不足,然后能夠自反也;知困,然后能夠自強(qiáng)也)4.端正教與學(xué)的態(tài)度,放下包袱,輕裝前進(jìn)。(孔子:三人行,必有我?guī)?。韓愈:弟子不必不如師,師不必賢于弟子,聞道有先后,術(shù)業(yè)有專攻,如是而已。)5.不怕難(勇敢),難不怕(沉著),怕不難(老練)6.教師的人格力量,學(xué)生的堅(jiān)強(qiáng)意志,是青出于藍(lán)而勝于藍(lán)的保證(陶行知:千教萬教,叫人求真;千學(xué)萬學(xué),學(xué)做真人。)
希望你們今后能成為有科學(xué)素養(yǎng)的人,能成為具有解決即將面臨的種種難題的能力的新一代。第一章緒論生物技術(shù)概述食品發(fā)酵技術(shù)概述全淀粉——乳酸——聚合塑料、生物全降解塑料先天弱勢:藥效慢、擊倒慢、適應(yīng)力差Franklin&Wilkins在1952年底拍得了DNA的X-射線衍射照片生物制氫產(chǎn)業(yè)化示范基地業(yè)已初具規(guī)模我國的燃料乙醇生產(chǎn)已形成規(guī)模,主要是以玉米為原料,同時(shí)正在積極開發(fā)甜高粱、薯類、秸稈等其他原料生產(chǎn)乙醇,目前產(chǎn)量居世界第三FigureThelacoperonincludesthreegenes1919年一位匈牙利農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)家KarlEreky首創(chuàng)了“Biotechnology”一詞哪種大米更有益身體健康?1/4oftheprize基因工程和細(xì)胞工程的應(yīng)用沼氣是微生物發(fā)酵秸稈、禽畜糞等有機(jī)物產(chǎn)生的混合氣體,主要成分是可燃的甲烷?;蚬こ毯图?xì)胞工程的應(yīng)用生物能源制煤氣:柴草桔桿氣化爐通過遺傳轉(zhuǎn)化已獲得了耐鹽煙草、生態(tài)環(huán)境生物防治和生物修復(fù)技術(shù)三、農(nóng)副產(chǎn)品深加工和綜合利用1900年3月26日其論文“雜種分離法則”發(fā)表在《德國植物學(xué)會雜志》。在抗逆境育種上的應(yīng)用為克服干旱、鹽堿等提供新思路食品發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展趨勢利用核酸做探針的DNA傳感器克隆羊多莉轉(zhuǎn)基因延熟番茄生物技術(shù)概述一、生物技術(shù)的定義現(xiàn)代生物技術(shù)代表著高新技術(shù),但至今還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義。而從學(xué)術(shù)方面對生物技術(shù)下定義是在20世紀(jì)的事(一)Biotechnology術(shù)語的誕生
1919年一位匈牙利農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)家KarlEreky首創(chuàng)了“Biotechnology”一詞目的:表達(dá)一切用生物轉(zhuǎn)化手段進(jìn)行生產(chǎn)的概念,并表明生物學(xué)與技術(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系(二)國際純粹及應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會的定義(1982)生物技術(shù)是將生物化學(xué)、生物學(xué)、微生物學(xué)和化學(xué)工程應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程及環(huán)境保護(hù)的技術(shù)。
(三)國際經(jīng)濟(jì)合作及發(fā)展組織的定義(1982)
生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)和工程學(xué)的原理,依靠生物催化劑(酶或活細(xì)胞)的作用對物料進(jìn)行加工,以提供產(chǎn)品為社會服務(wù)的技術(shù)(四)1985年Moo-Young主編的《綜合生物技術(shù)》中的定義生物技術(shù)是對生物作用和生物物料加以評價(jià)和應(yīng)用,并進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)(五)國際上比較權(quán)威的定義(1985)生物技術(shù)是將生物化學(xué)、生物學(xué)、微生物學(xué)和化學(xué)工程應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程及環(huán)境保護(hù)的技術(shù)。
生物技術(shù)的發(fā)展傳統(tǒng)生物技術(shù):釀造技術(shù)和發(fā)酵技術(shù)
現(xiàn)代生物技術(shù):以重組DNA技術(shù)為核心,其研究內(nèi)容包括:①重組DNA技術(shù)及其他轉(zhuǎn)基因技術(shù);②細(xì)胞和原生質(zhì)融合技術(shù);③酶和細(xì)胞固定化技術(shù);④植物脫毒和快速繁殖技術(shù);⑤動(dòng)物和植物細(xì)胞大量培養(yǎng)技術(shù);⑥動(dòng)物胚胎工程技術(shù);⑦現(xiàn)代微生物發(fā)酵技術(shù)(高密度發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵和其他新型發(fā)酵技術(shù));⑧現(xiàn)代生物反應(yīng)工程和分離工程;⑨蛋白質(zhì)工程;⑩分子進(jìn)化工程二、生物技術(shù)的構(gòu)成基因工程細(xì)胞工程酶工程蛋白質(zhì)工程發(fā)酵工程(一)基因工程(Geneengineering)是20世紀(jì)70年代以后興起的一門新技術(shù),也稱DNA重組技術(shù)
主要原理: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)。這種創(chuàng)造新生物并賦予新生物以特殊功能的過程稱為基因工程(二)細(xì)胞工程(Cellengineering)基本原理體外大量培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)(也稱細(xì)胞雜交技術(shù))、細(xì)胞拆分、染色體工程和繁殖生物學(xué)技術(shù)等(三)發(fā)酵工程(Fermentationengineering)
主要原理
包括微生物生長動(dòng)力學(xué),發(fā)酵條件的優(yōu)化和控制,生化反應(yīng)器的設(shè)計(jì),以及產(chǎn)品的分離、提取和精制等技術(shù)
(四)酶工程(Enzymeengineering)主要原理酶固定化技術(shù)、細(xì)胞固定化技術(shù)、酶化學(xué)修飾技術(shù)和酶反應(yīng)器設(shè)計(jì)等技術(shù)(五)蛋白質(zhì)工程(Proteinengineering)主要原理三、生物技術(shù)各構(gòu)成成分之間的關(guān)系生物技術(shù)中的五大工程之間是相互依賴、密切聯(lián)系、難于分割的。在現(xiàn)代生物技術(shù)中基因工程是核心技術(shù),但是基因工程包括蛋白質(zhì)工程所提供的新的、具有特殊功能的細(xì)胞,還必須通過發(fā)酵工程或細(xì)胞工程來實(shí)現(xiàn)它的潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。酶工程中固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù),它本來就是從發(fā)酵工程中分離出來的一部分,也是同發(fā)酵工程密不可分的技術(shù)。細(xì)胞工程中的動(dòng)物和植物細(xì)胞大量培養(yǎng)技術(shù)原理類似于發(fā)酵工程。蛋白質(zhì)工程是酶工程中酶的分子修飾同基因工程相結(jié)合的產(chǎn)物
食品發(fā)酵技術(shù)有關(guān)概念一、發(fā)酵的概念1、發(fā)酵(Fermentation)最初是由拉丁語Ferver即“發(fā)泡”、“沸涌”派生而來的,指酵母作用于果汁或谷物,進(jìn)行酒精發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生二氧化碳(CO2)的現(xiàn)象。食品發(fā)酵技術(shù)有關(guān)概念2、隨后,巴斯德探討了酵母酒精發(fā)酵的生理意義,認(rèn)為發(fā)酵是酵母在無氧狀態(tài)下的呼吸過程,即無氧呼吸,并闡明了它和呼吸一樣是生物獲得能量的一種形式。食品發(fā)酵技術(shù)有關(guān)概念3、然而利用醋酸菌的醋酸發(fā)酵和利用霉菌的檸檬酸及其他有機(jī)酸發(fā)酵,氧都是必需的,也并不伴隨起泡沸涌現(xiàn)象。需氧發(fā)酵定義為:“有機(jī)化合物借助于分子態(tài)氧而受到不完全氧化的反應(yīng)”呼吸和發(fā)酵均可統(tǒng)一理解為“生物為獲得能量所進(jìn)行的氧化-還原反應(yīng)”食品發(fā)酵技術(shù)有關(guān)概念4、目前人們把借助微生物在有氧或無氧條件下的生命活動(dòng)來制備微生物菌體本身,或其直接代謝產(chǎn)物或次級代謝產(chǎn)物的過程統(tǒng)稱為發(fā)酵??衫蒙镔|(zhì)通過微生物發(fā)酵得到,這一過程被稱為生物制氫。2經(jīng)殺菌的食物不接觸細(xì)菌就不會腐敗生物能源制煤氣:柴草桔桿氣化爐現(xiàn)代食品發(fā)酵技術(shù)是以現(xiàn)代生物學(xué)研究成果為基礎(chǔ),以基因工程為核心的新興學(xué)科,主要包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和生物化學(xué)工程等。1962年,Wilkins、Watson和Crick獲的諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)因此,在生物技術(shù)中,基因工程是熱點(diǎn),發(fā)酵工程是根本。疾病診斷、預(yù)防;ErichvonTschermak
(1871-1962)(二)現(xiàn)代生物技術(shù)對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展及環(huán)境的影響現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展迅速,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境等方面用途廣泛環(huán)境友好可再生材料和能源的生物合成技術(shù)等19世紀(jì)中葉,巴斯德經(jīng)過長期而細(xì)致的研究之后,有說服力地宣告發(fā)酵是微生物作用的結(jié)果。出的一門新學(xué)科和新技術(shù)巴斯德以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神向世人揭示了細(xì)菌的許多秘密。三個(gè)人的工作都發(fā)表在《德國植物學(xué)會雜志》,都證實(shí)了孟德爾法則。生物制氫產(chǎn)業(yè)化示范基地業(yè)已初具規(guī)模生態(tài)環(huán)境生物防治和生物修復(fù)技術(shù)★20世紀(jì)40年代,借助于抗生素工業(yè)的興起,建立了通風(fēng)攪拌培養(yǎng)技術(shù)。生物傳感器測定BOD只涉及到初始氧化速率,兩者之間的相關(guān)性可以通過對標(biāo)準(zhǔn)溶液的測定獲得,將測定時(shí)間縮短到1h以內(nèi)?;ɑ芑蜣D(zhuǎn)移結(jié)果常無法獲得預(yù)期效果他還發(fā)現(xiàn)了毛細(xì)血管、人類的精子、多種原生動(dòng)物,成功絕非偶然遺憾:微生物從哪來?發(fā)酵食品種類1.根據(jù)所利用微生物的種類分2.根據(jù)所利用的原料分3.根據(jù)概念來分4.根據(jù)發(fā)酵工業(yè)部分來分5.根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)來分白酒、啤酒、葡萄酒、黃酒、食醋、醬油、味精、發(fā)酵豆制品、發(fā)酵乳制品、發(fā)酵果蔬制品以及檸檬酸的生產(chǎn)技術(shù)。發(fā)酵食品的特點(diǎn)1.有利于保藏食品2.有利于提高營養(yǎng)價(jià)值3.有利于消化吸收4.有利于提高食品安全性5.有利于改善風(fēng)味6.有利于保健功能開發(fā)發(fā)酵食品的安全性評估與品質(zhì)控制影響發(fā)酵食品的安全性因素1.生物類因素2.化學(xué)類因素3.物理類因素影響食品安全性的環(huán)節(jié)1.工業(yè)菌種2.轉(zhuǎn)基因食品3.發(fā)酵工藝過程
發(fā)酵食品安全控制體系:HACCPISO9000GMP三種安全生產(chǎn)控制體系。食品發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀食品發(fā)酵的歷史19世紀(jì)中葉,巴斯德經(jīng)過長期而細(xì)致的研究之后,有說服力地宣告發(fā)酵是微生物作用的結(jié)果。其后,科赫建立了微生物單種分離和純培養(yǎng)的技術(shù),這是食品發(fā)酵的技術(shù)的第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)?!?0世紀(jì)40年代,借助于抗生素工業(yè)的興起,建立了通風(fēng)攪拌培養(yǎng)技術(shù)。好氧性發(fā)酵工程技術(shù)成為發(fā)酵技術(shù)發(fā)展的第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)?!?0世紀(jì)50年代末期,人工誘變育種和代謝控制發(fā)酵工程技術(shù)是發(fā)酵技術(shù)發(fā)展的第三個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。哪種大米更有益身體健康?主要應(yīng)用在食品生物資源的改造、提高食品品質(zhì)和改善食品風(fēng)味、油脂生產(chǎn)以及食品衛(wèi)生檢測等(一)基因工程(Geneengineering)細(xì)胞工程中的動(dòng)物和植物細(xì)胞大量培養(yǎng)技術(shù)原理類似于發(fā)酵工程。實(shí)現(xiàn)生物制氫的產(chǎn)業(yè)化,還有許多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題需要解決。以上屬于傳統(tǒng)傳統(tǒng)意義上的食品生物技術(shù),白酒、啤酒、葡萄酒、黃酒、食醋、醬油、味精、發(fā)酵豆制品、發(fā)酵乳制品、發(fā)酵果蔬制品以及檸檬酸的生產(chǎn)技術(shù)。我國的燃料乙醇生產(chǎn)已形成規(guī)模,主要是以玉米為原料,同時(shí)正在積極開發(fā)甜高粱、薯類、秸稈等其他原料生產(chǎn)乙醇,目前產(chǎn)量居世界第三燃料乙醇是以玉米等為原料,經(jīng)過粉碎、液化、糖化、發(fā)酵、蒸餾、脫水等一系列精密工藝流程而制成的,在汽油中混配10%的燃料乙醇即成為乙醇汽油,排放的尾氣更清潔白酒、啤酒、葡萄酒、黃酒、食醋、醬油、味精、發(fā)酵豆制品、發(fā)酵乳制品、發(fā)酵果蔬制品以及檸檬酸的生產(chǎn)技術(shù)。蛋白質(zhì)工程是酶工程中酶的分子修飾同基因工程相結(jié)合的產(chǎn)物環(huán)保,良好的環(huán)境相容性先天弱勢:藥效慢、擊倒慢、適應(yīng)力差他還發(fā)現(xiàn)了毛細(xì)血管、人類的精子、多種原生動(dòng)物,成功絕非偶然遺憾:微生物從哪來?①重組DNA技術(shù)及其他轉(zhuǎn)基因技術(shù);生物制氫產(chǎn)業(yè)化示范基地業(yè)已初具規(guī)模(四)酶工程(Enzymeengineering)大米中含有一種叫做肌醇六磷酸的小分子,它能與鐵緊緊地結(jié)合,使得小腸難以吸收食物中的鐵從而三人分享了諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。FrederickSanger★20世紀(jì)60年代,將化學(xué)合成與微生物發(fā)酵有機(jī)地結(jié)合起來的工程技術(shù)建立形成了發(fā)酵技術(shù)發(fā)展的第四個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)?!?0世紀(jì)70年代發(fā)展起來的DNA重組技術(shù),又大大推動(dòng)了發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展?,F(xiàn)代發(fā)酵食品生產(chǎn)階段現(xiàn)代食品發(fā)酵技術(shù)是以現(xiàn)代生物學(xué)研究成果為基礎(chǔ),以基因工程為核心的新興學(xué)科,主要包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和生物化學(xué)工程等。食品發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展趨勢1.基因工程和細(xì)胞工程的應(yīng)用2發(fā)酵工程和酶工程的應(yīng)用小結(jié)二十一世紀(jì)是生命科學(xué)的時(shí)代,生物技術(shù)是一顆最耀眼的明珠。在生物技術(shù)的幾大工程中,無論是基因工程,還是細(xì)胞工程、酶工程等,最終要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn),都離不開發(fā)酵工程。因此,在生物技術(shù)中,基因工程是熱點(diǎn),發(fā)酵工程是根本。一、傳統(tǒng)生物技術(shù)
生物技術(shù)的發(fā)展與食品發(fā)展的歷史是密不可分的,對促進(jìn)人類社會的文明發(fā)展有著非常重要的意義,其發(fā)展簡史如下:BC6000年,古埃及人和古巴比侖人利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)酒精;我國也在石器時(shí)代后期,開始利用谷物釀酒;BC4000年,古埃及人開始用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)面包;BC221年,周代后期我國人民開始制作豆腐、醬油和醋生物技術(shù)的形成和發(fā)展
1865年當(dāng)時(shí)屬奧地利的布?。˙runn)基督教修道院的修士格里高·孟德爾(GregorJohannMendel),根據(jù)他8年植物雜交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,2月8日在當(dāng)?shù)氐目茖W(xué)協(xié)會上宣讀了一篇題為“植物雜交實(shí)驗(yàn)”的論文,1866年正式發(fā)表在該協(xié)會的會刊上。但這一偉大的發(fā)現(xiàn)被擱置了35年,孟德爾臨終前說:“等著瞧吧,我的時(shí)代總有一天要來臨”以上屬于傳統(tǒng)傳統(tǒng)意義上的食品生物技術(shù),食品級殼聚糖:用于功能性食品,保健品,膠粘劑,人體補(bǔ)鐵劑,可降解性食品包裝袋等從植物中分離出的昆蟲的蛋白酶抑制劑,其中應(yīng)用最廣泛的是豇豆胰蛋白酶抑制劑基因(CpTI)現(xiàn)代食品發(fā)酵技術(shù)是以現(xiàn)代生物學(xué)研究成果為基礎(chǔ),以基因工程為核心的新興學(xué)科,主要包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和生物化學(xué)工程等。應(yīng)用土壤植物和微生物修復(fù)教學(xué)(教育educe,education)要靠師生合作,教師率眾達(dá)標(biāo)其后,科赫建立了微生物單種分離和純培養(yǎng)的技術(shù),這是食品發(fā)酵的技術(shù)的第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。二、在食品加工過程的應(yīng)用巴斯德以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神向世人揭示了細(xì)菌的許多秘密。我國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理1980年獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)⑦現(xiàn)代微生物發(fā)酵技術(shù)(高密度發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵和其他新型發(fā)酵技術(shù));他在德文版中提到了孟德爾的工作,但在法文版中卻只字未提。他在德文版中提到了孟德爾的工作,但在法文版中卻只字未提。生物能源制煤氣:柴草桔桿氣化爐(二)現(xiàn)代生物技術(shù)對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展及環(huán)境的影響食品發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展趨勢白酒、啤酒、葡萄酒、黃酒、食醋、醬油、味精、發(fā)酵豆制品、發(fā)酵乳制品、發(fā)酵果蔬制品以及檸檬酸的生產(chǎn)技術(shù)。他于1900年4月21日閱讀了狄夫瑞斯法文版的論文,發(fā)現(xiàn)其結(jié)論和自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同,盡管文中未提到孟德爾,但科倫斯已從老師未格里處知道了孟德爾的工作,于是他撰寫了“雜種后代表現(xiàn)方式的孟德爾法則”一文,1900,4,24日發(fā)表在《德國植物學(xué)會雜志》(18)158-168。CornellUniversity
Ithaca,NY,USA
1900年,孟德爾定律的二次發(fā)現(xiàn)(1)荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)的教授狄夫瑞斯(deVries)他進(jìn)行了月草雜交試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)F2的分離比為3:1。1900年3月26日其論文“雜種分離法則”發(fā)表在《德國植物學(xué)會雜志》。狄夫瑞斯曾從L.H拜萊的《植物育種》中查到孟德爾的工作。他在德文版中提到了孟德爾的工作,但在法文版中卻只字未提。(2)德國土賓根大學(xué)的教授科倫斯(Correns,C.E)他于1900年4月21日閱讀了狄夫瑞斯法文版的論文,發(fā)現(xiàn)其結(jié)論和自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同,盡管文中未提到孟德爾,但科倫斯已從老師未格里處知道了孟德爾的工作,于是他撰寫了“雜種后代表現(xiàn)方式的孟德爾法則”一文,1900,4,24日發(fā)表在《德國植物學(xué)會雜志》(18)158-168。這對重新發(fā)現(xiàn)孟德爾法則起了重要的作用。(3)奧地利維也納農(nóng)業(yè)大學(xué)的講師切爾邁克(Tschermak)他也作了豌豆雜交試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了分離現(xiàn)象,撰寫了“關(guān)于豌豆的人工雜交”的講師就職論文,清樣出來后他讀到了狄夫瑞和斯科倫斯的論文,于是急忙投寄論文摘要,于1900,6,24日也發(fā)表在《德國植物學(xué)會雜志》。三個(gè)人的工作都發(fā)表在《德國植物學(xué)會雜志》,都證實(shí)了孟德爾法則。
以上3位植物學(xué)家?guī)缀跬瑫r(shí)證明了孟德爾遺傳規(guī)律,從此揭開了遺傳學(xué)研究的新紀(jì)元。HugodeVries(1848-1935)CarlErichCorrens(1864-1933)ErichvonTschermak
(1871-1962)
1885年,巴斯德(LouisPasteur)首先證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的,并建立了微生物純種培養(yǎng)技術(shù);
20世紀(jì)20年代,工業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模采用純種培養(yǎng)技術(shù)發(fā)酵生產(chǎn)丙酮和丁醇;同時(shí)代,AlexanderFleming爵士發(fā)現(xiàn)了青霉菌可以產(chǎn)生青霉素,50年代青霉素大量生產(chǎn),為人類疾病治療做出了巨大貢獻(xiàn),同時(shí)帶動(dòng)了發(fā)酵工業(yè)和酶制劑工業(yè)的發(fā)展;以上屬于傳統(tǒng)傳統(tǒng)意義上的食品生物技術(shù),也是近代生物技術(shù)的建立和全盛時(shí)期。細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)我們已經(jīng)知道,單個(gè)的細(xì)菌是十分微小的,它們的奧秘是怎樣被發(fā)現(xiàn)的?細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)者是誰?他為什么能發(fā)現(xiàn)細(xì)菌?細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)者是誰?17世紀(jì)的荷蘭人列文虎克并非職業(yè)科學(xué)家,但是他十分熱衷自己制造顯微鏡經(jīng)過幾年的努力,他制造了能放大300倍的顯微鏡,是世界先進(jìn)水平列文·虎克用自制的顯微鏡觀察河水、人的精液、人的牙垢等,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的世界他為什么能發(fā)現(xiàn)細(xì)菌?他是怎樣讓世人知道他的發(fā)現(xiàn)的?列文·虎克把自己的發(fā)現(xiàn)仔細(xì)記錄下來他把觀察結(jié)果寄給了當(dāng)時(shí)的權(quán)威科學(xué)機(jī)構(gòu)——英國皇家學(xué)會,從此名揚(yáng)天下,被譽(yù)為細(xì)菌學(xué)的開創(chuàng)者(Fermentationengineering)我國的燃料乙醇生產(chǎn)已形成規(guī)模,主要是以玉米為原料,同時(shí)正在積極開發(fā)甜高粱、薯類、秸稈等其他原料生產(chǎn)乙醇,目前產(chǎn)量居世界第三21世紀(jì)是以生物技術(shù)為主的一個(gè)世紀(jì),原因在于:Meselson和Stahl關(guān)于DNA的半保留復(fù)制等為現(xiàn)代基因工程技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)要靠自己學(xué)會,不是靠教會的。生物能源制煤氣:柴草桔桿氣化爐4、目前人們把借助微生物在有氧或無氧條件下的生命活動(dòng)來制備微生物菌體本身,或其直接代謝產(chǎn)物或次級代謝產(chǎn)物的過程統(tǒng)稱為發(fā)酵。圓個(gè)繽紛的夢--花色工程1972年,美國加州大學(xué)的Boyer教授從大腸桿菌中分離出一種新的核酸酶EcoRⅠ,它可以特異性地切割DNA,這種新的核酸酶就是限制性內(nèi)切酶——生物學(xué)家有了強(qiáng)大的生物刀。常規(guī)BOD測定方法是:在(20±1)℃培養(yǎng)5d,分別測定樣品培養(yǎng)前后的溶解氧,二者之差即為5d的生化需氧量,并以BOD5表示當(dāng)然,以上內(nèi)容只是促進(jìn)現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的幾個(gè)重要研究成果和里程碑!生態(tài)環(huán)境生物防治和生物修復(fù)技術(shù)食品發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀希望你們今后能成為有科學(xué)素養(yǎng)的人,能成為具有解決即將面臨的種種難題的能力的新一代。(二)現(xiàn)代生物技術(shù)對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展及環(huán)境的影響生物制氫產(chǎn)業(yè)化示范基地業(yè)已初具規(guī)模列文·虎克用自制的顯微鏡觀察河水、人的精液、人的牙垢等,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的世界無機(jī)硫脫除:利用微生物的氧化作用將黃鐵礦氧化分解成鐵離子和硫酸,硫酸溶于水后將其從煤炭中排除的脫疏方法HerbertBoyer(Cellengineering)他的成功是偶然的嗎?他善于發(fā)現(xiàn)和提出問題:微小的世界是怎樣的?制定實(shí)施實(shí)驗(yàn)計(jì)劃:自制顯微鏡,堅(jiān)持觀察各種微小物體60年,做詳細(xì)記錄善于表達(dá)和交流:把觀察結(jié)果寄給英國皇家學(xué)會他的做法就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)探究過程他還發(fā)現(xiàn)了毛細(xì)血管、人類的精子、多種原生動(dòng)物,成功絕非偶然遺憾:微生物從哪來?自然發(fā)生說微生物學(xué)之父:法國人路易斯·巴斯德巴斯德以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神向世人揭示了細(xì)菌的許多秘密。例如,細(xì)菌不會在自然界憑空出現(xiàn)著名的巴斯德鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)讓認(rèn)為細(xì)菌是自然產(chǎn)生的人徹底閉嘴鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)的啟示:1細(xì)菌可以用高溫殺滅;2經(jīng)殺菌的食物不接觸細(xì)菌就不會腐敗鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)原理的應(yīng)用1、外科手術(shù)用具的消毒,挽救了許多病人的生命鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)原理的應(yīng)用2、巴氏消毒法,這種滅菌法由巴斯德發(fā)明,因此得名。牛奶、啤酒和葡萄酒、罐頭等,加熱到70~80℃維持5~30分鐘,就能消滅絕大部分細(xì)菌,但不會影響味道和營養(yǎng)。二、現(xiàn)代食品生物技術(shù)的發(fā)展
R.Franklin&Wilkins在1952年底拍得了DNA的X-射線衍射照片
1953年,沃森(J.D.Watson)和克里克(H.F.C.Crick)提出DNA分子是雙螺旋結(jié)構(gòu)(doublehelix),奠定了現(xiàn)代分子生物學(xué)研究的基礎(chǔ)。
1962年,Wilkins、Watson和Crick獲的諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)
1965年,法國科學(xué)家Jacob和Monod提出了著名的乳糖操縱子學(xué)說,開創(chuàng)了基因表達(dá)調(diào)控研究的先河;
1968年,美國科學(xué)家Nirenberg破譯了DNA的密碼,Holly闡明了酵母丙氨酸t(yī)RNA的核苷酸序列,Khorana首次合成核酸分子,并且人工復(fù)制了酵母基因;從而三人分享了諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。FigureThelacoperonincludesthreegenes
MarshallW.Nirenberg
RobertW.Holley
HarGobindKhorana
CornellUniversity
Ithaca,NY,USAUniversityofWisconsin
Madison,WI,USANationalInstitutesofHealth
Bethesda,MD,USA1/3oftheprize
1/3oftheprize
1/3oftheprize
20世紀(jì)60年代末,斯坦福大學(xué)的生物化學(xué)教授PaulBerg開始研究猴病毒SV40,于1972年獲得了世界第一例重組DNA,1980獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng);——生物技術(shù)時(shí)代的新紀(jì)元PaulBerg
WalterGilbert
FrederickSanger
1/2oftheprize1/4oftheprize1/4oftheprize
1972年,美國加州大學(xué)的Boyer教授從大腸桿菌中分離出一種新的核酸酶EcoRⅠ,它可以特異性地切割DNA,這種新的核酸酶就是限制性內(nèi)切酶——生物學(xué)家有了強(qiáng)大的生物刀。
隨后,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了近百種內(nèi)切酶,可以更加自如地對DNA進(jìn)行操作。Boyer教授成為美國第一家上市生物公司Genentech的副總裁。HerbertBoyer
1977年,美國科學(xué)家Sanger設(shè)計(jì)出了一種DNA測序的方法,即雙脫氧法;同年,Maxam和Gilberg也發(fā)明了一種化學(xué)測序方法——兩種方法為DNA序列分析提供了有力工具,極大地推動(dòng)了分子生物學(xué)的研究。FrederickSanger
WalterGilbert
1980年獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)
1984年,德國人Kohler、美國人Milstein和丹麥人Jerne由于發(fā)展了單克隆抗體技術(shù),完善了極微量蛋白質(zhì)的檢測技術(shù)而分享了諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。NielsK.Jerne
CésarMilstein
GeorgesJ.F.K?hler
1/3oftheprize1/3oftheprize1/3oftheprize
1986年,美國科學(xué)家Mullis發(fā)明了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)(PolymeraseChainReaction,PCR),為分子檢測、基因突變、基因工程提供了有力的工具,因此,1993年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。forhisinventionofthepolymerasechainreaction(PCR)method
KaryB.Mullis
1/2oftheprize
他是怎樣讓世人知道他的發(fā)現(xiàn)的?ErichvonTschermak
(1871-1962)環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用而衍生可再生能源:太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物能、海洋能和水能三、農(nóng)副產(chǎn)品深加工和綜合利用(1)荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)的教授狄夫瑞斯(deVries)提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量;根據(jù)所用敏感物質(zhì)可將生物傳感器分為生物能源制煤氣:柴草桔桿氣化爐一、食品生物技術(shù)的基本特征不怕難(勇敢),難不怕(沉著),怕不難(老練)先天弱勢:藥效慢、擊倒慢、適應(yīng)力差以上屬于傳統(tǒng)傳統(tǒng)意義上的食品生物技術(shù),他把觀察結(jié)果寄給了當(dāng)時(shí)的權(quán)威科學(xué)機(jī)構(gòu)——英國皇家學(xué)會,從此名揚(yáng)天下,被譽(yù)為細(xì)菌學(xué)的開創(chuàng)者教師的人格力量,學(xué)生的堅(jiān)強(qiáng)意志,是青出于藍(lán)而勝于藍(lán)的保證(陶行知:千教萬教,叫人求真;三、現(xiàn)代生物技術(shù)的前景FrederickSanger我們已經(jīng)知道,單個(gè)的細(xì)菌是十分微小的,它們的奧秘是怎樣被發(fā)現(xiàn)的?與此同時(shí),細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)、現(xiàn)代發(fā)酵工程、現(xiàn)代酶工程、生物工程下游技術(shù)和現(xiàn)代分子檢測技術(shù)等也取得了長足的發(fā)展。先天弱勢:藥效慢、擊倒慢、適應(yīng)力差提高水果和蔬菜的貨架期;
當(dāng)然,以上內(nèi)容只是促進(jìn)現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的幾個(gè)重要研究成果和里程碑!其實(shí),還有許多重要的研究成果:如,1928年格里菲斯(FrederickGriffith)的細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn);Avery的離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)等證明DNA是遺傳物質(zhì)Meselson和Stahl關(guān)于DNA的半保留復(fù)制等為現(xiàn)代基因工程技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí),細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)、現(xiàn)代發(fā)酵工程、現(xiàn)代酶工程、生物工程下游技術(shù)和現(xiàn)代分子檢測技術(shù)等也取得了長足的發(fā)展。三、現(xiàn)代生物技術(shù)的前景21世紀(jì)是以生物技術(shù)為主的一個(gè)世紀(jì),原因在于:現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展迅速,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境等方面用途廣泛現(xiàn)代生物技術(shù)具有其他技術(shù)所無法比擬的優(yōu)越性,即可持續(xù)發(fā)展
21世紀(jì)生物技術(shù)會取得更大的發(fā)展,主要表現(xiàn)在:(一)現(xiàn)代生物技術(shù)對人類生活的影響
疾病診斷、預(yù)防;提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量;開發(fā)藥物;食品添加劑;創(chuàng)造優(yōu)良家畜;凈化環(huán)境;增加食物營養(yǎng);解決能源危機(jī)等(二)現(xiàn)代生物技術(shù)對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展及環(huán)境的影響
以上內(nèi)容與社會發(fā)展與環(huán)境息息相關(guān)(二)現(xiàn)代生物技術(shù)對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展及環(huán)境的影響他于1900年4月21日閱讀了狄夫瑞斯法文版的論文,發(fā)現(xiàn)其結(jié)論和自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同,盡管文中未提到孟德爾,但科倫斯已從老師未格里處知道了孟德爾的工作,于是他撰寫了“雜種后代表現(xiàn)方式的孟德爾法則”一文,1900,4,24日發(fā)表在《德國植物學(xué)會雜志》(18)158-168。其實(shí),還有許多重要的研究成果:如,1928年格里菲斯(FrederickGriffith)的細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn);我國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理CésarMilstein1968年,美國科學(xué)家Nirenberg破譯了DNA的密碼,Holly闡明了酵母丙氨酸t(yī)RNA的核苷酸序列,Khorana首次合成核酸分子,并且人工復(fù)制了酵母基因;與此同時(shí),細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)、現(xiàn)代發(fā)酵工程、現(xiàn)代酶工程、生物工程下游技術(shù)和現(xiàn)代分子檢測技術(shù)等也取得了長足的發(fā)展。生物制氫產(chǎn)業(yè)化示范基地業(yè)已初具規(guī)模以上內(nèi)容與社會發(fā)展與環(huán)境息息相關(guān)生物制氫產(chǎn)業(yè)化示范基地業(yè)已初具規(guī)模1/3oftheprize燃料乙醇是以玉米等為原料,經(jīng)過粉碎、液化、糖化、發(fā)酵、蒸餾、脫水等一系列精密工藝流程而制成的,在汽油中混配10%的燃料乙醇即成為乙醇汽油,排放的尾氣更清潔運(yùn)用基因工程技術(shù),不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的畜、禽新品種,還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動(dòng)物生物技術(shù)解決方法:微生物脫去煤中的硫①重組DNA技術(shù)及其他轉(zhuǎn)基因技術(shù);2經(jīng)殺菌的食物不接觸細(xì)菌就不會腐敗而從學(xué)術(shù)方面對生物技術(shù)下定義是在20世紀(jì)的事我國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理他是怎樣讓世人知道他的發(fā)現(xiàn)的?歡迎大家跟我一起研討食品發(fā)酵技術(shù)基因工程改變花色的途徑1、生物技術(shù)與糧食
提高產(chǎn)量、品質(zhì)普通大米實(shí)際上不是“健康食品”大米中含有一種叫做肌醇六磷酸的小分子,它能與鐵緊緊地結(jié)合,使得小腸難以吸收食物中的鐵以大米為主食的人,易患鐵缺乏癥而導(dǎo)致貧血哪種大米更有益身體健康?轉(zhuǎn)基因水稻
“金大米”:轉(zhuǎn)入胡蘿卜素合成相關(guān)基因提高大米中維生素A前體的含量,以減少亞洲人普遍存在的維生素A缺乏癥解決鐵吸收的問題,往“金大米”中再轉(zhuǎn)入三種基因:一種是來自真菌的酶基因,這種酶能夠把肌醇六磷酸降解掉;一種是來自菜豆的鐵蛋白基因,鐵蛋白能夠儲存鐵;還有一種是來自印度香米的基因,它生產(chǎn)的蛋白質(zhì)有助于人的腸道吸收鐵低過敏性轉(zhuǎn)基因水稻低蛋白轉(zhuǎn)基因水稻哪種大米更有益身體健康?超級雜交稻
2005年5月13日,位于三亞市田獨(dú)鎮(zhèn)新村田洋的中國超級雜交稻第一塊“百畝片試種示范田”正式通過了海南省級驗(yàn)收。經(jīng)由全國多位農(nóng)業(yè)專家共同檢測,這批超級雜交稻的畝產(chǎn)高達(dá)833.23公斤功能稻米
基爾米:擁有降血壓、改善睡眠、減肥美容等功能的大米,售價(jià)最高的一種達(dá)18元錢1斤生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)科學(xué)2、抗性基因工程育種基因工程為培育抗病蟲的作物提供了新的手段目前,已經(jīng)獲得的轉(zhuǎn)基因抗蟲農(nóng)作物包括煙草、番茄、馬鈴薯、棉花、玉米等在抗逆境育種上的應(yīng)用為克服干旱、鹽堿等提供新思路美國斯坦福大學(xué)把仙人掌基因?qū)胄←?、大豆等作物,育成抗旱、抗逆的新品種。我國已克隆了耐鹽堿相關(guān)基因,通過遺傳轉(zhuǎn)化已獲得了耐鹽煙草、水稻、西紅柿、草莓等。
生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)科學(xué)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉我國是世界上最大的棉花生產(chǎn)國和消費(fèi)國,約占世界產(chǎn)棉總量的25%以上自90年代以來,由于棉鈴蟲在我國大部分棉區(qū)持續(xù)性大發(fā)生或暴發(fā),給我國棉花生產(chǎn)帶來了巨大的威脅,棉農(nóng)談蟲色變,面積、單產(chǎn)、總產(chǎn)一直處于低谷的徘徊階段我國現(xiàn)已有18個(gè)國產(chǎn)抗蟲棉品種通過了審定,目前種植的轉(zhuǎn)基因品種中約有一半是國產(chǎn)品種。在全國各棉區(qū)正在大面積推廣。1990年,美國利用生物技術(shù),合成蘇云金芽孢桿菌(B.t)殺蟲基因,導(dǎo)入棉花獲得抗蟲轉(zhuǎn)基因棉花抗植物蟲害的基因有多種,日前經(jīng)常使用的主要有三種:Bt基因從植物中分離出的昆蟲的蛋白酶抑制劑,其中應(yīng)用最廣泛的是豇豆胰蛋白酶抑制劑基因(CpTI)植物凝集素基因(lectingene)生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)科學(xué)3、花卉基因工程花色工程花卉香味工程通過合成酶的引入,增強(qiáng)單萜的合成花卉保鮮通過導(dǎo)入反義ACC合成酶基因及反義ACC氧化酶基因可阻止乙烯生化合成,延長花期和鮮切花壽命
花卉抗性基因工程圓個(gè)繽紛的夢--花色工程花色素主要由類黃酮、類胡蘿卜素、生物堿三類物質(zhì)決定影響花色的因子還有共色作用、液泡的酸堿值及細(xì)胞的形狀等生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)科學(xué)基因工程改變花色的途徑通過引入外源基因來補(bǔ)充某些品種缺乏合成某些顏色的能力利用反義RNA和共抑制技術(shù)抑制基因的活性,造成無色底物的積累,使花的顏色變淺或變成無色星條、網(wǎng)狀:共抑制法、反義RNA技術(shù)黃色:直接導(dǎo)入外源結(jié)構(gòu)基因花卉基因轉(zhuǎn)移結(jié)果常無法獲得預(yù)期效果由于育成藍(lán)色月季需要同時(shí)具備三個(gè)條件,即翠雀素的合成、黃酮醇共染劑和較高的PH值,其中關(guān)鍵是改變植物細(xì)胞液泡液的PH值生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)科學(xué)運(yùn)用基因工程技術(shù),不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的畜、禽新品種,還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動(dòng)物4、在畜牧業(yè)中的應(yīng)用生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)科學(xué)中國科學(xué)院水生生物研究所朱作言首次用人的生長激素基因(hGH)構(gòu)建了轉(zhuǎn)基因魚,制作的主要目的是提高生長速度、增加抗逆性以及為發(fā)育生物學(xué)和插入突變提供研究的材料。使用魚類自身的基因元件構(gòu)建轉(zhuǎn)基因魚,可以解決基因表達(dá)強(qiáng)度問題和推廣轉(zhuǎn)基因魚的環(huán)境和倫理道德問題。自1984年以來先后進(jìn)行了泥鰍、鯉魚、鯽魚等的轉(zhuǎn)基因研究。5、生物技術(shù)與農(nóng)藥綠色農(nóng)藥包括微生物殺蟲劑、微生物殺菌劑、農(nóng)畜抗菌素、植物源農(nóng)藥等植物源生物水劑農(nóng)藥(松脂酸鈉和茶皂素的復(fù)合制劑、苦楝油)生物農(nóng)藥菌種資源(蘇云金桿菌)特點(diǎn)環(huán)保,良好的環(huán)境相容性先天弱勢:藥效慢、擊倒慢、適應(yīng)力差綜合防治生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)科學(xué)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的拓展拓展領(lǐng)域向食品輕工領(lǐng)域發(fā)展:酶工程、L-乳酸發(fā)酵工程向能源:燃料:石油(黑金)→作物(綠金)
向材料環(huán)保:全淀粉——乳酸——聚合塑料、生物全降解塑料生物農(nóng)藥及生物防治技術(shù)發(fā)展趨勢生物資源創(chuàng)新工程——專業(yè)、區(qū)域、企業(yè)、市場化傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)“高投入、低產(chǎn)出”→“低投入、高產(chǎn)出”投身生命科學(xué)生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)科學(xué)生物技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用主要應(yīng)用在食品生物資源的改造、提高食品品質(zhì)和改善食品風(fēng)味、油脂生產(chǎn)以及食品衛(wèi)生檢測等不是僅僅解決糧食問題,更重要的是,滿足人們對食物感官舒適、營養(yǎng)豐富、功能全面的完美要求食品級殼聚糖:用于功能性食品,保健品,膠粘劑,人體補(bǔ)鐵劑,可降解性食品包裝袋等一、應(yīng)用現(xiàn)狀主要技術(shù)基因工程細(xì)胞工程酶工程應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)酵工程食品添加劑:用生物法代替化學(xué)合成,要大力開發(fā)功能性食品添加劑等生物技術(shù)與食品業(yè)二、在食品加工過程的應(yīng)用工程菌改良食品微生物的生產(chǎn)性能改變合成途徑,改善風(fēng)味氨基酸生產(chǎn)生產(chǎn)食品酶制劑,提高活性、穩(wěn)定性(淀粉酶、纖維素酶、蛋白酶等,添加酶類進(jìn)行食品組分的改性)食品保鮮:乳酸菌肽防腐生物技術(shù)與食品業(yè)三、農(nóng)副產(chǎn)品深加工和綜合利用玉米等深加工作為新型糖源、變性淀粉、玉米油、發(fā)酵酒精、環(huán)狀糊精以及工業(yè)用材料提供優(yōu)質(zhì)充足的原料肉、奶、水產(chǎn)品加工植物纖維素資源生物技術(shù)與食品業(yè)在食品檢測中的應(yīng)用食源性病原菌快速檢測轉(zhuǎn)基因食品檢測我國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理2004年10月,我國制定《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》一般應(yīng)經(jīng)過中間試驗(yàn)、環(huán)境釋放和生產(chǎn)性試驗(yàn)四、生物技術(shù)與食品安全性檢測生物技術(shù)與食品業(yè)生物技術(shù)在能源開發(fā)上的應(yīng)用能源分類不可再生能源:煤、天然氣和石油(包括核能)等化石原料可再生能源:太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物能、海洋能和水能生物能源是從太陽能轉(zhuǎn)化而來的綠色植物就是光能轉(zhuǎn)換器和能源之源,碳水化合物是光能儲藏庫。
我國擁有豐富的生物質(zhì)資源每年7億多噸作物桔稈、2億多萬噸林地廢棄物、25億多噸畜禽糞便及大量有機(jī)廢棄物生物能源制煤氣:柴草桔桿氣化爐(一)沼氣沼氣是微生物發(fā)酵秸稈、禽畜糞等有機(jī)物產(chǎn)生的混合氣體,主要成分是可燃的甲烷。生產(chǎn)沼氣的設(shè)備簡單,方法簡易,適合在農(nóng)村推廣使用。目前,沼氣的規(guī)?;a(chǎn)需要解決的是設(shè)備及提高甲烷含量等技術(shù)問題。生物技術(shù)與能源(二)
氫氣氫氣的燃燒產(chǎn)物只有水,因此氫氣是最清潔的能源??衫蒙镔|(zhì)通過微生物發(fā)酵得到,這一過程被稱為生物制氫。實(shí)現(xiàn)生物制氫的產(chǎn)業(yè)化,還有許多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題需要解決。生物制氫產(chǎn)業(yè)化示范基地業(yè)已初具規(guī)模生物技術(shù)與能源(三)生物柴油利用生物酶將植物油或其它油脂分解后得到的液體燃料,作為柴油的替代品更加環(huán)保歐洲、美國已專門種植油料作物用來生產(chǎn)生物柴油一些微生物也能合成油脂,可以為克服生物柴油的原料問題(四)燃料乙醇目前世界上生產(chǎn)規(guī)模最大的生物能源燃料乙醇是以玉米等為原料,經(jīng)過粉碎、液化、糖化、發(fā)酵、蒸餾、脫水等一系列精密工藝流程而制成的,在汽油中混配10%的燃料乙醇即成為乙醇汽油,排放的尾氣更清潔我國的燃料乙醇生產(chǎn)已形成規(guī)模,主要是以玉米為原料,同時(shí)正在積極開發(fā)甜高粱、薯類、秸稈等其他原料生產(chǎn)乙醇,目前產(chǎn)量居世界第三生物技術(shù)與能源微生物與生物能源微生物將在生物能源領(lǐng)域扮演重要的角色,生物能源的制備離不開微生物利用生物技術(shù)尤其是基因工程改良相關(guān)微生物,勢必能夠提高生物能源的開發(fā)利用。(一)燃料乙醇發(fā)酵微生物(二)產(chǎn)氫細(xì)菌生物技術(shù)與能源生物技術(shù)在環(huán)境科學(xué)方面的應(yīng)用
一、什么是環(huán)境生物技術(shù)是生物技術(shù)在環(huán)境治理和
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