生物技術(shù)概論 3發(fā)酵工程 4酶工程 5蛋白質(zhì)工程 6生物技術(shù)與食品

第三章發(fā)酵工程第一節(jié)發(fā)酵工程概述一、發(fā)酵工程的概念發(fā)酵工程是生物技術(shù)的重要組成局部，是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)它將微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)的根本原理有機(jī)地結(jié)合起來，是一門利用微生物的生長和代謝活動(dòng)來生產(chǎn)各種有用物質(zhì)的工程技術(shù)。由于它以培養(yǎng)微生物為主，所以又稱微生物工程。人們把利用微生物在有氧或無氧條件下的生命活動(dòng)來制備微生物菌體或其代謝產(chǎn)物的過程統(tǒng)稱為發(fā)酵。第一節(jié)發(fā)酵工程概述一、發(fā)酵工程的概念現(xiàn)代的發(fā)酵工程不僅包括包括菌體生產(chǎn)和代謝產(chǎn)物的發(fā)酵生產(chǎn)，還包括微生物機(jī)能的利用。其主要內(nèi)容包括生產(chǎn)菌種的選育，發(fā)酵條件的優(yōu)化與控制，反響器的設(shè)計(jì)及產(chǎn)物的別離、提取與精制等。第一節(jié)發(fā)酵工程概述二、發(fā)酵類型〔一〕微生物菌體發(fā)酵是以獲得具有某種用途的菌體為目的的發(fā)酵。傳統(tǒng)的菌體發(fā)酵工業(yè)：有用于面包制作的酵母發(fā)酵及用于人類或動(dòng)物食品的微生物菌體蛋白〔單細(xì)胞蛋白〕發(fā)酵兩種類型。新的菌體發(fā)酵可用來生產(chǎn)一些藥用真菌藥用真菌可以通過發(fā)酵培養(yǎng)的手段來生產(chǎn)出與天然產(chǎn)品具有同等療效的產(chǎn)物。有的微生物菌體還可用作生物防治劑第一節(jié)發(fā)酵工程概述〔二〕微生物酶發(fā)酵〔三〕微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵〔四〕微生物的轉(zhuǎn)化發(fā)酵微生物轉(zhuǎn)化是利用微生物細(xì)胞的一種或多種酶，把一種化合物轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)相關(guān)的更有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)物?？蛇M(jìn)行的轉(zhuǎn)化反響包括：脫氫反響、氧化反響、脫水反響、縮合反響、脫梭反響、氨化反響、脫氨反響和異構(gòu)化反響等。第一節(jié)發(fā)酵工程概述〔五〕生物工程細(xì)胞的發(fā)酵是指利用生物工程技術(shù)所獲得的細(xì)胞，如DNA重組的“工程菌〞及細(xì)胞融合所得的“雜交〞細(xì)胞等進(jìn)行培養(yǎng)的新型發(fā)酵，其產(chǎn)物多種多樣。第一節(jié)發(fā)酵工程概述三、發(fā)酵技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用①發(fā)酵過程以生物體的自動(dòng)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行，數(shù)十個(gè)反響過程能夠在發(fā)酵設(shè)備中一次完成。②反響通常在常溫常壓下進(jìn)行，條件溫和，能耗少，設(shè)備較簡單。③原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物為主，可以是農(nóng)副產(chǎn)品、工業(yè)廢水或可再生資源〔植物秸桿、木屑等〕，微生物本身能有選擇地?cái)z取所需物質(zhì)。④容易生產(chǎn)復(fù)雜的高分子化合物，能高度選擇地在復(fù)雜化合物的特定部位進(jìn)行氧化、復(fù)原、官能團(tuán)引人或去除等反響。⑤發(fā)酵過程中需要防止雜菌污染，設(shè)備需要進(jìn)行嚴(yán)格的沖洗、滅菌；空氣需要過濾等。應(yīng)用：①醫(yī)藥工業(yè)。用于生產(chǎn)抗生素、維生素等常用藥物和人胰島素、乙肝疫苗、干擾素、透明質(zhì)酸等新藥。②食品工業(yè)。用于微生物蛋白、氨基酸、新糖源、飲料、酒類和一些食品添加劑〔檸檬酸、乳酸、天然色素等〕的生產(chǎn)。③能源工業(yè)。通過微生物發(fā)酵，可將綠色植物的秸桿、木屑、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等廢棄物轉(zhuǎn)化為液體或氣體燃料〔酒精或沼氣〕，還可利用微生物采油、產(chǎn)氫、產(chǎn)石油以及制成微生物電池。④化學(xué)工業(yè)。用于生產(chǎn)可降解的生物塑料、化工原料〔乙醇、丙酮、丁醇和癸二酸等〕和一些生物外表活性劑及生物凝集劑。⑤冶金工業(yè)。微生物可用于黃金開采和銅、鋼等金屬的浸提。⑥農(nóng)業(yè)。用于生物固氮、生產(chǎn)生物殺蟲劑及微生物飼料，為農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的增產(chǎn)發(fā)揮了巨大作用。⑦環(huán)境保護(hù)。可用微生物來凈化有毒的高分子化合物，降解海上浮油，去除有毒氣體和惡臭物質(zhì)以及處理有機(jī)廢水、廢渣等。第二節(jié)微生物發(fā)酵過程微生物發(fā)酵過程即微生物反響過程，是指微生物在生長繁殖過程中所引起的生化反響過程。根據(jù)微生物的種類不同〔好氧、厭氧、兼性厭氧〕，可以分為好氧性發(fā)酵和厭氧性發(fā)酵兩大類。第二節(jié)微生物發(fā)酵過程按照設(shè)備來分，發(fā)酵又可分為敞口發(fā)酵、密閉發(fā)酵、淺盤發(fā)酵和深層發(fā)酵。液體深層發(fā)酵優(yōu)點(diǎn)：①液體懸浮狀態(tài)是很多微生物的最適生長環(huán)境。②在液體中，菌體及營養(yǎng)物、產(chǎn)物〔包括熱量〕易于擴(kuò)散，使發(fā)酵可在均質(zhì)或擬均質(zhì)條件下進(jìn)行，便于控制，易于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。③液體輸送方便，易于機(jī)械化操作。④廠房面積小，生產(chǎn)效率高，易進(jìn)行自動(dòng)化控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。⑤產(chǎn)品易于提取、精制等。第二節(jié)微生物發(fā)酵過程一、工業(yè)生產(chǎn)常用微生物工業(yè)生產(chǎn)上常用的微生物主要是細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌，由于發(fā)酵工程本身的開展以及遺傳工程的介人，藻類、病毒等也正在逐步地變?yōu)楣I(yè)生產(chǎn)用的微生物。第二節(jié)微生物發(fā)酵過程二、培養(yǎng)基〔一〕培養(yǎng)基的種類①孢子培養(yǎng)基：是供制備孢子用的。②種子培養(yǎng)基：是供孢子發(fā)芽和菌體生長繁殖用的。③發(fā)酵培養(yǎng)基：是供菌體生長繁殖和合成大量代謝產(chǎn)物用的。第二節(jié)微生物發(fā)酵過程二、培養(yǎng)基〔二〕發(fā)酵培養(yǎng)基的組成1.碳源2.氮源3.無機(jī)鹽和微量元素4.生長因子5.水6.產(chǎn)物形成的誘導(dǎo)物、前體和促進(jìn)劑許多胞外酶的合成需要適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)物存在。第二節(jié)微生物發(fā)酵過程三、發(fā)酵的一般過程〔一〕菌種〔二〕種子擴(kuò)大培養(yǎng)種子擴(kuò)大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍枯燥管或冰箱中處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過茄子瓶或搖瓶及種子罐逐級擴(kuò)大培養(yǎng)，獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種的過程。這些純種培養(yǎng)物稱為種子種子擴(kuò)大培養(yǎng)流程圖1．砂土孢子；2.冷凍孢子；3.斜面孢子；4.搖瓶液體培養(yǎng)〔菌絲體〕；5.茄子瓶斜面培養(yǎng)；6.固體培養(yǎng)基培養(yǎng)；7、8.種子罐培養(yǎng)；9.發(fā)酵罐培養(yǎng)第二節(jié)微生物發(fā)酵過程〔三〕發(fā)酵所用的培養(yǎng)基和培養(yǎng)設(shè)備都必須經(jīng)過滅菌，通入的空氣或中途的補(bǔ)料都是無菌的，轉(zhuǎn)移種子也要采用無菌接種技術(shù)。通常利用飽和蒸汽對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，滅菌條件是在120℃〔約0.1MPa表壓〕維持20~30min?！菜摹诚掠翁幚淼谌?jié)液體深層發(fā)酵一、深層發(fā)酵的操作方式〔一〕分批發(fā)酵根據(jù)不同發(fā)酵類型，每批發(fā)酵需要十幾個(gè)小時(shí)到幾周時(shí)間。其全過程包括空罐滅菌、參加滅過菌的培養(yǎng)基、接種、培養(yǎng)的誘導(dǎo)期、發(fā)酵過程、放罐和洗罐，所需時(shí)間的總和為一個(gè)發(fā)酵周期。分批培養(yǎng)系統(tǒng)屬于封閉系統(tǒng)，只能在一段有限的時(shí)間內(nèi)維持微生物的增殖，微生物處在限制性條件下的生長，表現(xiàn)出典型的生長周期典型的分批發(fā)酵工藝流程圖微生物分批生長的生長曲線1.延滯期；2.加速生長期；3.指數(shù)生長期；4.減速期；5.穩(wěn)定期；6.衰亡期第三節(jié)液體深層發(fā)酵一、深層發(fā)酵的操作方式〔二〕連續(xù)發(fā)酵所謂連續(xù)發(fā)酵，是指以一定的速度向發(fā)酵罐內(nèi)添加新鮮培養(yǎng)基，同時(shí)以相同的速度流出培養(yǎng)液，從而使發(fā)酵罐內(nèi)的液量維持恒定，微生物在穩(wěn)定狀態(tài)下生長。穩(wěn)定狀態(tài)可以有效地延長分批培養(yǎng)中的對數(shù)期。在穩(wěn)定的狀態(tài)下，微生物所處的環(huán)境條件，如營養(yǎng)物濃度、產(chǎn)物濃度、PH值等都能保持恒定，微生物細(xì)胞的濃度及其生長速率也可維持不變，甚至還可以根據(jù)需要來調(diào)節(jié)生長速度。第三節(jié)液體深層發(fā)酵一、深層發(fā)酵的操作方式〔二〕連續(xù)發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵使用的反響器可以是攪拌罐式反響器，也可以是管式反響器管式連續(xù)發(fā)酵1.管式反響器；2.種子罐第三節(jié)液體深層發(fā)酵一、深層發(fā)酵的操作方式〔二〕連續(xù)發(fā)酵優(yōu)點(diǎn)：①可以維持穩(wěn)定的操作條件，有利于微生物的生長代謝，從而使產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量也相應(yīng)保持穩(wěn)定；②能夠更有效地實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少操作人員與病原微生物和毒性產(chǎn)物接觸的時(shí)機(jī)；③減少設(shè)備清洗、準(zhǔn)備和滅菌等非生產(chǎn)占用時(shí)間，提高設(shè)備利用率，節(jié)省勞動(dòng)力和工時(shí)；④由于滅菌次數(shù)減少，使測量儀器探頭的壽命得以延長；⑤容易對過程進(jìn)行優(yōu)化，有效地提高發(fā)酵產(chǎn)率。第三節(jié)液體深層發(fā)酵一、深層發(fā)酵的操作方式〔二〕連續(xù)發(fā)酵缺點(diǎn)：①由于是開放系統(tǒng)，加上發(fā)酵周期長，容易造成雜菌污染；②在長周期連續(xù)發(fā)酵中，微生物容易發(fā)生變異；③對設(shè)備、儀器及控制元器件的技術(shù)要求較高；④粘性絲狀菌菌體容易附著在器皿壁上生長和在發(fā)酵液內(nèi)結(jié)團(tuán)，給連續(xù)發(fā)酵操作帶來困難。第三節(jié)液體深層發(fā)酵一、深層發(fā)酵的操作方式〔三〕補(bǔ)料分批發(fā)酵補(bǔ)料分批發(fā)酵又稱半連續(xù)發(fā)酵，是介于分批發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵之間的一種發(fā)酵技術(shù)，是指在微生物分批發(fā)酵中，以某種方式向培養(yǎng)系統(tǒng)補(bǔ)加一定物料的培養(yǎng)技術(shù)。通過向培養(yǎng)基系統(tǒng)中補(bǔ)充物料，可以使培養(yǎng)液中的營養(yǎng)物濃度較長時(shí)間地保持在一定范圍內(nèi)，既保證微生物的生長需要，又不造成不利影響，從而到達(dá)提高產(chǎn)率的目的。第三節(jié)液體深層發(fā)酵一、深層發(fā)酵的操作方式〔三〕補(bǔ)料分批發(fā)酵補(bǔ)料分批發(fā)酵可以分為兩種類型：單一補(bǔ)料分批發(fā)酵和反復(fù)補(bǔ)料分批發(fā)酵補(bǔ)料分批發(fā)酵作為分批發(fā)酵向連續(xù)發(fā)酵的過渡，兼有兩者之優(yōu)點(diǎn)首先它可以解除營養(yǎng)物基質(zhì)的抑制。還可以減少菌體生成量，提高有用產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率。與連續(xù)發(fā)酵相比，它不會(huì)產(chǎn)生菌種老化和變異問題，其適用范圍也比連續(xù)發(fā)酵廣。第三節(jié)液體深層發(fā)酵二、發(fā)酵工藝控制〔一〕溫度〔二〕PH值〔三〕溶解氧濃度第三節(jié)液體深層發(fā)酵三、發(fā)酵設(shè)備〔一〕機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐1.通用式發(fā)酵罐第三節(jié)液體深層發(fā)酵2.自吸式發(fā)酵罐自吸式發(fā)酵罐罐體的結(jié)構(gòu)大致上與通用式發(fā)酵罐相同，主要區(qū)別在于攪拌器的形狀和結(jié)構(gòu)不同。自吸式發(fā)酵罐使用的是帶中央吸氣口的攪拌器。第三節(jié)液體深層發(fā)酵〔二〕通風(fēng)攪拌式發(fā)酵罐常用的有循環(huán)式通風(fēng)發(fā)酵罐和高位塔式發(fā)酵罐循環(huán)式通風(fēng)發(fā)酵罐優(yōu)點(diǎn)：①發(fā)酵罐內(nèi)沒有攪拌裝置，結(jié)構(gòu)簡單，清洗方便，加廠容易；②由于取消了攪拌用的電機(jī)，而通風(fēng)量與通用式發(fā)酵罐大致相等，所以動(dòng)力消耗有很大降低。第三節(jié)液體深層發(fā)酵〔三〕厭氧發(fā)酵設(shè)備設(shè)備和工藝都較好氧發(fā)酵簡單。嚴(yán)格的厭氧液體深層發(fā)酵的主要特色是排除發(fā)酵罐中的氧。厭氧發(fā)酵需使用大劑量接種性的厭氧發(fā)酵設(shè)備如酒精發(fā)酵罐和用于啤酒生產(chǎn)的錐底立式發(fā)酵罐

酒精發(fā)酵罐錐底立式發(fā)酵罐第三節(jié)液體深層發(fā)酵四、下游加工過程〔一〕發(fā)酵液預(yù)處理和固液別離〔二〕提取〔三〕精制〔四〕成品加工第四節(jié)固體發(fā)酵固體發(fā)酵所用原料一般為經(jīng)濟(jì)易得、富含營養(yǎng)物質(zhì)的工農(nóng)業(yè)中的副、廢產(chǎn)品，如鼓皮、薯粉、大豆餅粉、高梁、玉米粉等。一般過程為：將原料預(yù)加工后再經(jīng)蒸煮滅菌，然后制成含一定水分的固體物料，接入預(yù)先培養(yǎng)好的菌種，進(jìn)行發(fā)酵。發(fā)酵成熟后要適時(shí)出料，并進(jìn)行適當(dāng)處理，或進(jìn)行產(chǎn)物的提取。固體發(fā)酵所需設(shè)備簡單，操作容易，并可因陋就簡、因地制宜地利用一些來源豐富的工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品第五節(jié)典型產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)一、抗生素發(fā)酵生產(chǎn)〔一〕青霉素發(fā)酵生產(chǎn)菌株〔二〕青霉素發(fā)酵生產(chǎn)培養(yǎng)基碳源氮源前體無機(jī)鹽

第五節(jié)典型產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)一、抗生素發(fā)酵生產(chǎn)〔三〕青霉素發(fā)酵工藝

1.種子制備2.發(fā)酵培養(yǎng)3.以發(fā)酵后處理過濾、提煉、脫色、結(jié)晶：第五節(jié)典型產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)二、氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)〔一〕谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)的菌種〔二〕谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)的原料制備〔三〕菌種擴(kuò)大培養(yǎng)1.一級種子培養(yǎng)2.二級種子培養(yǎng)〔四〕谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)〔五〕谷氨酸提取第五節(jié)典型產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)三、維生素發(fā)酵生產(chǎn)第一步發(fā)酵二級種子擴(kuò)大培養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)第二步發(fā)酵二級種子擴(kuò)大培養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)發(fā)酵液濃縮，精制第五節(jié)典型產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)四、檸檬酸的生產(chǎn)培養(yǎng)條件。包括：①供給大量的氧氣，因黑曲霉是嚴(yán)格的好氧菌；②培養(yǎng)基中錳元素不能超標(biāo)；③要供給大量的葡萄糖。過程中有兩個(gè)關(guān)鍵的調(diào)節(jié)酶：磷酸果糖激酶〔PEK,一種糖酵解酶〕和α-酮戊二酸脫氫酶〔α-KDH，一種TCA循環(huán)酶〕。第五節(jié)典型產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)五、發(fā)酵乳的生產(chǎn)大規(guī)模的細(xì)胞培養(yǎng)在乳業(yè)生物科技的主要應(yīng)用是先向牛奶中接種乳酸菌〔LAB〕發(fā)酵劑，然后將牛奶轉(zhuǎn)化為各類產(chǎn)品豆腐乳的制作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)豆腐乳發(fā)酵的的工藝過程豆腐乳的制作二、實(shí)驗(yàn)原理腐乳的主要生產(chǎn)原料為大豆及其制品，生產(chǎn)過程包括磨漿、制坯、前期培菌、腌制和后期發(fā)酵等環(huán)節(jié)。民間老法生產(chǎn)豆腐乳均為自然發(fā)酵，現(xiàn)代釀造廠多采用蛋白酶活性高的魯氏毛霉和根霉發(fā)酵。豆腐坯上接種毛霉，經(jīng)過培養(yǎng)繁殖，分泌蛋白酶、淀粉酶、谷氨酰胺酶等復(fù)雜酶系，在長時(shí)間后發(fā)酵中與淹坯調(diào)料中的酶系、酵母、細(xì)菌等協(xié)同作用，使腐乳坯蛋白質(zhì)緩慢水解，生成多種氨基酸，加之由微生物代謝產(chǎn)生的各種有機(jī)酸，與醇類作用生成酯，形成細(xì)膩、鮮香等豆腐乳特色。豆腐乳的制作三、實(shí)驗(yàn)材料AS3.25〔武通橋毛霉〕或AS3.2778〔放射狀毛霉〕，新鮮豆腐，無菌水，三角瓶，食鹽，黃酒，紅曲米，面曲，甜酒釀等豆腐乳的制作四、實(shí)驗(yàn)步驟1.將毛霉制成孢子懸液。2.將新鮮豆腐冷卻后，按規(guī)格大小劃塊。3.接種4.培養(yǎng)與晾花5.裝瓶與腌坯6.裝壇發(fā)酵7.質(zhì)量鑒定豆腐乳的制作五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)SB∕T10170—2007規(guī)定，從腐乳的外表及斷面色澤、組織形態(tài)〔塊形、質(zhì)地〕、滋味及氣味、有無雜質(zhì)等方面綜合評價(jià)腐乳質(zhì)量。第四章酶工程第一節(jié)酶工程概述一、酶及酶工程的概念〔一〕酶1．酶的定義酶是具有生物催化功能的生物大分子，按照其化學(xué)組成，可以分為蛋白類酶〔P酶〕和核酸類酶〔R酶〕兩大類別。蛋白酶主要是由蛋白質(zhì)組成，核酸類酶主要由核酸〔RNA〕組成。目前已發(fā)現(xiàn)的酶有7000種以上第一節(jié)酶工程概述一、酶及酶工程的概念2．酶的特性〔1〕酶催化作用的專一性強(qiáng)〔2〕酶催化作用的效率高〔3〕酶催化作用的條件溫和3．酶的分類和命名第一節(jié)酶工程概述一、酶及酶工程的概念〔二〕酶工程狹義：是指在一定的生物反響器中，利用酶的催化作用，將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)的技術(shù)廣義：是指研究酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的一門技術(shù)性學(xué)科，它包括酶的發(fā)酵生產(chǎn)、酶的固定化、酶的化學(xué)修飾、酶反響器和酶的應(yīng)用等方面內(nèi)容。第一節(jié)酶工程概述二、酶的開展歷程1833年1896年1913年1926年1960年1965年1982年20多年來，新發(fā)現(xiàn)的核酸類酶越來越多第二節(jié)酶的發(fā)酵生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)：①微生物生長繁殖快，生活周期短，產(chǎn)量高；②微生物培養(yǎng)方法簡單，生產(chǎn)原料大多為農(nóng)副產(chǎn)品，來源豐富，價(jià)格低廉，機(jī)械化程度高，經(jīng)濟(jì)效益高；③微生物菌株種類繁多，酶的品種齊全；④微生物具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和應(yīng)變能力，可以通過適應(yīng)、誘導(dǎo)、誘變及基因工程等方法培育出新的產(chǎn)酶菌種。第二節(jié)酶的發(fā)酵生產(chǎn)一、產(chǎn)酶菌種的篩選〔一〕優(yōu)良菌株的標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)優(yōu)良的產(chǎn)酶菌種應(yīng)具備以下幾點(diǎn)：①繁殖快，產(chǎn)酶量高，生產(chǎn)周期短；②適應(yīng)性強(qiáng)、易培養(yǎng)和控制，便于管理和降低生產(chǎn)本錢；③產(chǎn)酶性能穩(wěn)定，不易退化，不易受噬菌體侵襲；④產(chǎn)生的酶容易別離純化；⑤菌種本身和代謝產(chǎn)物平安無毒，對生產(chǎn)人員、生產(chǎn)環(huán)境，酶的應(yīng)用不會(huì)產(chǎn)生不良影響。第二節(jié)酶的發(fā)酵生產(chǎn)一、產(chǎn)酶菌種的篩選〔二〕菌株篩選過程主要包括以幾個(gè)步驟：含菌樣品的采集，菌種別離，產(chǎn)酶性能測定及復(fù)篩等。第二節(jié)酶的發(fā)酵生產(chǎn)一、產(chǎn)酶菌種的篩選〔三〕產(chǎn)酶常用的微生物1．細(xì)菌2．放線菌3．霉菌4．酵母菌第二節(jié)酶的發(fā)酵生產(chǎn)二、基因工程菌的構(gòu)建理想的宿主載體系統(tǒng)應(yīng)具備以下幾個(gè)特性：①載體與宿主相容，攜帶酶基因的載體能在宿主中穩(wěn)定維持；②菌體容易大規(guī)模培養(yǎng)，生長無特殊要求，且能利用廉價(jià)的原料；③所生產(chǎn)的目標(biāo)酶占總蛋白質(zhì)的比例較高，且能以活性形式分泌；④宿主菌對人平安、不分泌毒素。第二節(jié)酶的發(fā)酵生產(chǎn)三、微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)是指在人工控制的條件下，有目的利用微生物培養(yǎng)來獲得所生產(chǎn)需要的酶制劑。微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)包括菌種活化、菌種擴(kuò)大培養(yǎng)、培養(yǎng)基制備和發(fā)酵生產(chǎn)等。微生物發(fā)酵產(chǎn)酶的一般工藝流程第二節(jié)酶的發(fā)酵生產(chǎn)三、微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)是指在人工控制的條件下，有目的利用微生物培養(yǎng)來獲得所生產(chǎn)需要的酶制劑。微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)包括菌種活化、菌種擴(kuò)大培養(yǎng)、培養(yǎng)基制備和發(fā)酵生產(chǎn)等。微生物發(fā)酵產(chǎn)酶的一般工藝流程如圖4-1所示。第二節(jié)酶的發(fā)酵生產(chǎn)三、微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)〔一〕菌種活化與擴(kuò)大培養(yǎng)應(yīng)用于生產(chǎn)時(shí)，保藏菌種必須接種于新鮮的斜面培養(yǎng)基或液體培養(yǎng)基，在適宜的條件下培養(yǎng)一定時(shí)間，以恢復(fù)菌種的活力，稱之為菌種活化?；罨木N經(jīng)過種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)后得到的菌種稱一級菌種，可用作發(fā)酵罐大規(guī)模生產(chǎn)；如果生產(chǎn)規(guī)模非常大，還需將菌種再擴(kuò)大培養(yǎng)一次，稱為二級菌種。第二節(jié)酶的發(fā)酵生產(chǎn)三、微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)〔一〕菌種活化與擴(kuò)大培養(yǎng)菌種活化與擴(kuò)大培養(yǎng)工藝流程：菌種〔原菌〕→斜面試管→小三角瓶→大三角瓶→卡氏罐→一級種子罐→二級種子罐第二節(jié)酶的發(fā)酵生產(chǎn)三、微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)〔二〕發(fā)酵方法1.溫度的控制枯草桿菌的最適生長溫度為34～37℃，黑曲霉的最適生長溫度為28～32℃。2.通氣和攪拌在發(fā)酵過程中必須不斷供給氧，一般通過供給無菌空氣來實(shí)現(xiàn)；第二節(jié)酶的發(fā)酵生產(chǎn)三、微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)〔二〕發(fā)酵方法3.pH值的控制細(xì)菌和放線菌的生長最適pH值為6.5～8.0；霉菌和酵母的生長最適pH值為4～6；植物細(xì)胞的生長最適pH值為5～6。第二節(jié)酶的發(fā)酵生產(chǎn)三、微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)〔三〕培養(yǎng)基1.碳源2.氮源3.無機(jī)鹽4.生長因子5.產(chǎn)酶促進(jìn)劑第二節(jié)酶的發(fā)酵生產(chǎn)三、微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)〔四〕提高酶產(chǎn)量的措施1.添加誘導(dǎo)物酶作用底物、酶反響產(chǎn)物、酶底物類似物2.控制阻遏物濃度3.外表活性劑4.添加產(chǎn)酶促進(jìn)劑第三節(jié)酶的別離純化一、酶制劑生產(chǎn)的根本過程〔一〕細(xì)胞破碎第三節(jié)酶的別離純化一、酶制劑生產(chǎn)的根本過程〔二〕酶的提取酶的提取是指在一定條件下，用適當(dāng)?shù)娜軇┗蛉芤禾幚砗冈?，使酶充分溶解到溶劑或溶液中的過程，又稱為酶的抽提。酶的提取方法第三節(jié)酶的別離純化一、酶制劑生產(chǎn)的根本過程〔三〕沉淀別離第三節(jié)酶的別離純化一、酶制劑生產(chǎn)的根本過程〔四〕離心別離〔五〕過濾與膜別離第三節(jié)酶的別離純化一、酶制劑生產(chǎn)的根本過程〔六〕層析別離第三節(jié)酶的別離純化一、酶制劑生產(chǎn)的根本過程〔七〕電泳別離帶電離子在電場中向著與其本身所帶電荷相反的電極移動(dòng)的過程稱為電泳。電泳的方法很多。紙電泳、薄層電泳、薄膜電泳、凝膠電泳、自由電泳和等電聚焦電泳。第三節(jié)酶的別離純化一、酶制劑生產(chǎn)的根本過程〔八〕萃取別離萃取別離是利用物質(zhì)在兩相中的溶解度不同而使其別離的技術(shù)。萃取中的兩相一般為互不相溶的兩個(gè)液相或其他流體。按照兩相的組成不同，萃取可以分為有機(jī)溶劑萃取、雙水相萃取、超臨界萃取和反膠束萃取等。第三節(jié)酶的別離純化一、酶制劑生產(chǎn)的根本過程〔九〕結(jié)晶結(jié)晶是溶質(zhì)以晶體形式從溶液中析出的過程。酶的結(jié)晶是酶別離純化的一種手段。酶在結(jié)晶之前，酶液必須經(jīng)過純化到達(dá)一定純度和濃度。第三節(jié)酶的別離純化一、酶制劑生產(chǎn)的根本過程〔十〕枯燥枯燥是將固體、半固體或濃縮液中的水分或其他溶劑除去一局部，以獲得含水分較少的固體物質(zhì)的過程。物質(zhì)經(jīng)過枯燥后，可以提高酶的穩(wěn)定性，利于產(chǎn)品保存、運(yùn)輸和使用。常用的枯燥方法有真空枯燥、冷凍枯燥、噴霧枯燥、氣流枯燥和吸附枯燥等。第三節(jié)酶的別離純化二、酶的純度與酶活力酶活力是指在一定條件下，酶所催化的反響初速度。1961年國際生物化學(xué)與分子生物學(xué)聯(lián)合會(huì)規(guī)定：在特定條件下〔溫度可采用25℃，pH值等條件均采用最高條件〕，每1min催化1μmol的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量定義為1個(gè)酶活力單位，這個(gè)單位稱為國際單位(IU)。第三節(jié)酶的別離純化三、酶制劑的保存〔一〕溫度〔二〕緩沖液〔三〕氧化/復(fù)原〔四〕蛋白質(zhì)的濃度及純度第四節(jié)酶分子的改造一、酶分子修飾酶分子修飾是指通過各種方法使酶分子結(jié)構(gòu)發(fā)生某些改變，從而改變酶的某些特性和功能的技術(shù)。主要包括金屬離子置換修飾、大分子結(jié)合修飾、側(cè)鏈基團(tuán)修飾、肽鏈有限水解修飾、核苷酸鏈有限水解修飾、氨基酸置換修飾和酶分子物理修飾等。第四節(jié)酶分子的改造一、酶分子修飾酶分子修飾是指通過各種方法使酶分子結(jié)構(gòu)發(fā)生某些改變，從而改變酶的某些特性和功能的技術(shù)。主要包括金屬離子置換修飾、大分子結(jié)合修飾、側(cè)鏈基團(tuán)修飾、肽鏈有限水解修飾、核苷酸鏈有限水解修飾、氨基酸置換修飾和酶分子物理修飾等。第四節(jié)酶分子的改造一、酶分子修飾〔一〕金屬離子置換修飾〔二〕大分子結(jié)合修飾〔三〕側(cè)鏈基團(tuán)修飾〔四〕側(cè)鏈水解修飾第四節(jié)酶分子的改造二、酶的蛋白質(zhì)工程酶的蛋白質(zhì)工程是在基因工程的根底上開展起來的，酶的蛋白質(zhì)工程致力于天然蛋白質(zhì)的改造，制備各種定做的蛋白質(zhì)。第四節(jié)酶分子的改造三、生物酶的人工模擬人工合成酶：在結(jié)構(gòu)上具有兩個(gè)特殊部位：底物結(jié)合位點(diǎn)、催化位點(diǎn)。固氮酶的模擬、過氧化氫酶、生物印跡技術(shù)抗體酶：本質(zhì)上是免疫球蛋白，在其易變區(qū)域賦予了酶的活性?？贵w酶具有較高的活性，其催化效率遠(yuǎn)比模擬酶高。第五節(jié)酶與細(xì)胞的固定化一、酶的固定化固定化酶是指在一定空間內(nèi)以閉鎖狀態(tài)存在的酶。第五節(jié)酶與細(xì)胞的固定化一、酶的固定化〔一〕載體結(jié)合法1.物理吸附法2.離子吸附法3.共價(jià)結(jié)合法4.螯合法第五節(jié)酶與細(xì)胞的固定化一、酶的固定化〔二〕包埋法〔三〕供價(jià)交聯(lián)法第五節(jié)酶與細(xì)胞的固定化二、細(xì)胞的固定化〔一〕吸附法〔二〕包埋法將細(xì)胞包埋在多孔載體內(nèi)部而制成固定化細(xì)胞的方法稱為包埋法。包埋法可分為凝膠包埋法、纖維包埋法和微膠囊法。其中凝膠包埋法應(yīng)用最廣泛第五節(jié)酶與細(xì)胞的固定化三、固定化酶的性質(zhì)〔一〕酶的活性變化〔二〕酶穩(wěn)定性提高〔三〕最適pH的變化〔四〕最適溫度提高〔五〕反響動(dòng)力學(xué)常數(shù)變化第五節(jié)酶與細(xì)胞的固定化四、固定化酶的指標(biāo)〔一〕相對酶活力〔二〕酶的活力回收率〔三〕固定化酶的半衰期第六節(jié)酶反響器一、酶反響器的根本類型〔一〕攪拌罐型反響器〔二〕固定床型反響器〔三〕流化床型反響器〔四〕膜式反響器間歇式酶反響器第六節(jié)酶反響器二、酶反響器的設(shè)計(jì)原那么底物的酶促反響動(dòng)力學(xué)以及溫度、壓力和pH等操作參數(shù)對反響器的影響，反響器的類型和反響器內(nèi)流體的流動(dòng)狀態(tài)及傳熱特性，生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)量的需求等。在設(shè)計(jì)酶反響器時(shí)，還應(yīng)在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、時(shí)間和空間上實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。第六節(jié)酶反響器三、酶反響器的性能評價(jià)〔一〕空時(shí)〔二〕轉(zhuǎn)化率〔三〕生產(chǎn)強(qiáng)度第六節(jié)酶反響器四、酶反響器的操作〔一〕酶反響器中微生物污染的控制〔二〕酶反響器中流動(dòng)狀態(tài)的控制〔三〕反響器中恒定生產(chǎn)能力的控制第七節(jié)生物傳感器生物傳感器是一種由生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、電化學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)及電子技術(shù)等多學(xué)科相互滲透而開展起來的分析檢測裝置，具有選擇性高、分析速度快、操作簡單和價(jià)格低廉等特點(diǎn)，而且能進(jìn)行連續(xù)測定和在線分析，甚至可以活體分析。生物傳感器的誕生是酶技術(shù)與信息技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。第七節(jié)生物傳感器一、生物傳感器的原理生物傳感器是使用固定化的生物分子結(jié)合換能器，用來偵測生物體內(nèi)或生物體外的環(huán)境化學(xué)物質(zhì)或與之起特異性交互作用后產(chǎn)生響應(yīng)的一種裝置。第七節(jié)生物傳感器一、生物傳感器的原理工作原理：待測物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入固定化生物敏感層，經(jīng)分子識(shí)別，發(fā)生生物化學(xué)反響，產(chǎn)生的信息繼而被相應(yīng)的化學(xué)或物理換能器轉(zhuǎn)化為可定量和可處理的電信號，再經(jīng)儀表的放大和輸出，便可獲得待測物的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。第七節(jié)生物傳感器一、生物傳感器的原理生物傳感器由兩個(gè)主要關(guān)鍵局部所構(gòu)成。一局部是生物傳感器信號接收或產(chǎn)生局部，來自于生物體分子、組織局部或個(gè)體細(xì)胞的分子識(shí)別組件；另一局部屬于硬件儀器組件局部，主要為物理信號轉(zhuǎn)換組件。第七節(jié)生物傳感器二、生物傳感器的分類酶傳感器、微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、場效應(yīng)晶體管傳感器第七節(jié)生物傳感器三、生物傳感器的開展前景〔一〕功能更加全面，朝微型化方向開展〔二〕智能化程度更高第八節(jié)酶的應(yīng)用一、酶應(yīng)用的領(lǐng)域第八節(jié)酶的應(yīng)用二、酶應(yīng)用的例子〔一〕酶在葡萄糖生產(chǎn)中的應(yīng)用葡萄糖的酶法生產(chǎn)工藝流程：淀粉→調(diào)漿→液化→糖化→脫色→過濾→離子交換→真空濃縮→結(jié)晶→別離→枯燥→葡萄糖產(chǎn)品第八節(jié)酶的應(yīng)用二、酶應(yīng)用的例子〔二〕酶在疾病診斷方面的應(yīng)用【實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)】淀粉酶在果葡糖漿生產(chǎn)上的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆盏矸勖杆獾矸鄣脑?，了解溫度、pH值和淀粉酶添加量的變化對果葡糖漿得率的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理淀粉水解的方法有酸解法、酸酶結(jié)合法和酶法三種。酶法是采用酶液化和酶糖化得到葡萄糖液的一種工藝。此法已經(jīng)廣泛用于淀粉糖品的生產(chǎn)，其中果葡糖漿的生產(chǎn)即采用雙酶法。淀粉酶在果葡糖漿生產(chǎn)上的應(yīng)用三、材料用具〔一〕材料玉米淀粉或薯類淀粉〔二〕試劑α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶〔糖化酶〕、異構(gòu)酶、濃度0.1%稀鹽酸、0.1mol/LCaCl2溶液、0.01mol／L的硫酸鎂溶液〔三〕器具500ml燒杯、量筒、微量移液器、磁力攪拌器、離子交換樹脂、真空濃縮器、恒溫干箱、連續(xù)蒸發(fā)器、異構(gòu)酶柱桶、酸度計(jì)、高效液相色譜、封口膜淀粉酶在果葡糖漿生產(chǎn)上的應(yīng)用四、制備方法〔一〕工藝流程淀粉酶在果葡糖漿生產(chǎn)上的應(yīng)用四、制備方法〔二〕操作要點(diǎn)1.調(diào)漿與液化2.糖化3.糖化液精制4.酶法異構(gòu)葡萄糖為果糖5.果糖與葡萄糖的別離6.制備高果糖漿淀粉酶在果葡糖漿生產(chǎn)上的應(yīng)用五、本卷須知1.α-淀粉酶根據(jù)熱穩(wěn)定性和最適反響溫度的不同2.pH值的影響3.Ca2+的影響4.影響葡萄糖淀粉酶作用的主要因素是pH值和溫度。5.現(xiàn)在推出的新型異構(gòu)酶，酶分子中含有鈷和鎂，最適pH值8.0，最適溫度60℃。6.異構(gòu)化反響溫度控制。第五章蛋白質(zhì)工程第五章蛋白質(zhì)工程【知識(shí)目標(biāo)】①了解蛋白質(zhì)工程的產(chǎn)生背景及目前的開展?fàn)顩r。②理解蛋白質(zhì)工程的主要的研究過程及具體操作手段。③掌握蛋白質(zhì)工程的概念并明確其研究的目標(biāo)。【技能目標(biāo)】①能夠運(yùn)用蛋白質(zhì)工程的根本原理解析在實(shí)際生產(chǎn)生活中蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的實(shí)例。②掌握胰蛋白酶酶活力的測定方法。第一節(jié)蛋白質(zhì)工程概述一、蛋白質(zhì)工程的概念根據(jù)對蛋白質(zhì)己知結(jié)構(gòu)和功能的了解，借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，利用基因定點(diǎn)誘變等技術(shù)，特異性地對現(xiàn)有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基因進(jìn)行改造，借以改善蛋白質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，如提高蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性、酶的專一性等，或者利用化學(xué)和物理手段，對目標(biāo)基因按預(yù)期設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)行修飾和改造，合成新的蛋白質(zhì)的技術(shù)手段，并可以借此對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系進(jìn)行更加深入的研究。第一節(jié)蛋白質(zhì)工程概述二、蛋白質(zhì)概述〔一〕蛋白質(zhì)的組成組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20種其中除甘氨酸和脯氨酸外，均屬于L-α-氨基酸第一節(jié)蛋白質(zhì)工程概述二、蛋白質(zhì)概述〔二〕蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)第一節(jié)蛋白質(zhì)工程概述二、蛋白質(zhì)概述〔三〕蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1.蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系(1)相似的結(jié)構(gòu)具有相似的功能(2)不同結(jié)構(gòu)具有不同的功能2.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，其功能活性也必然會(huì)隨之改變第二節(jié)蛋白質(zhì)工程的研究方法一、蛋白質(zhì)工程的研究策略研究過程就是通過嚴(yán)格的分子設(shè)計(jì)，把它定向地改造成一個(gè)具有預(yù)期的新的特性的蛋白質(zhì)。一種是對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造；另一種是完全重建一個(gè)新的蛋白質(zhì)。在具體操作中，前者是對天然蛋白質(zhì)中的少數(shù)幾個(gè)氨基酸殘基進(jìn)行的替換(小改)、分子剪裁(中改)或者局部重建(大改)；后者是從頭設(shè)計(jì)—個(gè)全新的蛋白質(zhì)。我們目前的蛋白質(zhì)工程研究中主要進(jìn)行的是“小改〞和“中改〞。第二節(jié)蛋白質(zhì)工程的研究方法二、改變現(xiàn)有蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)〔一〕小改——少數(shù)幾個(gè)氨基酸殘基的替換定點(diǎn)突變是目前蛋白質(zhì)工程研究的主要技術(shù)手段?！捕持懈摹肿蛹舨梅肿蛹舨檬侵冈趯μ烊坏鞍踪|(zhì)的改造中替換一個(gè)肽段或一個(gè)結(jié)構(gòu)域。第二節(jié)蛋白質(zhì)工程的研究方法三、蛋白質(zhì)全新設(shè)計(jì)對蛋白質(zhì)的全新設(shè)計(jì)所應(yīng)用的技術(shù)手段是我們前面所提到的“大改〞或“從頭設(shè)計(jì)“工作是在人們認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)、掌握其結(jié)構(gòu)規(guī)律并了解其結(jié)構(gòu)功能關(guān)系的根底上進(jìn)行的。同時(shí)也是人們更加深入全面認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的一個(gè)過程，它的目的是人工創(chuàng)造出自然界中不存在的蛋白質(zhì)分子，使之具有人們所需要的特殊結(jié)構(gòu)和功能，為人類所利用。目前該技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)初級階段。第三節(jié)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用實(shí)例一、胰蛋白酶胰蛋白酶〔〕是絲氨酸蛋白酶類，它是一條單鏈肽，由223個(gè)氨基酸殘基組成，N末端為異亮氨酸。主要作用于精氨酸或賴氨酸羧基端的肽鍵。是特異性最強(qiáng)的蛋白酶，在決定蛋白質(zhì)的氨基酸排列中，它成為不可缺少的工具。第三節(jié)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用實(shí)例一、胰蛋白酶胰蛋白酶極易自溶，自溶產(chǎn)物經(jīng)層析別離后，會(huì)得到4個(gè)具有胰蛋白酶活性的片段。通過對N末端殘基的分析，說明這些活性產(chǎn)物是由于Arg117-Val118、Lys145-Ser146及Lys159-Ala160處發(fā)生了斷裂而出現(xiàn)的。人們運(yùn)用了蛋白質(zhì)工程手段，對Arg117位自溶點(diǎn)進(jìn)行了缺失突變，最終得到了穩(wěn)定性明顯提高的突變株。第三節(jié)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用實(shí)例二、金屬硫蛋白金屬硫蛋白(metallothionein,MT)是由微生物和植物產(chǎn)生的金屬結(jié)合蛋白，是一類富含半胱氨酸的短肽，是半胱氨酸殘基和金屬含量極高的蛋白質(zhì)，可以通過半胱氨酸的巰基結(jié)合大量的金屬素，對多種重金屬有高度的親和性。一般由兩個(gè)大小相近，結(jié)構(gòu)與功能類似的結(jié)構(gòu)域組成，即α-結(jié)構(gòu)域和β-結(jié)構(gòu)域。人們?yōu)閷⒑笑?結(jié)構(gòu)域的基因轉(zhuǎn)移到煙草中，成功的獲得了對鎘，銅，鉛等重金屬具有較高抗性的工程株。第三節(jié)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用實(shí)例三、人白細(xì)胞介素-2IL-2是第—個(gè)被發(fā)現(xiàn)的白細(xì)胞介素。天然人白細(xì)胞介素-2是一個(gè)由133個(gè)氨基酸殘基組成的多肽，133個(gè)氨基酸中共有3個(gè)半胱氨酸，其中有一個(gè)半胱氨酸〔Cys125〕以游離方式存在，而另兩個(gè)半胱氨酸〔Cys58和Cys105〕縮合成活性所必需的二硫鍵。第三節(jié)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用實(shí)例三、人白細(xì)胞介素-2人們用蛋白質(zhì)工程中的定位誘變技術(shù)將Cys125的密碼TGT轉(zhuǎn)換成TCT或GCA，使Cys125轉(zhuǎn)換成絲氨酸或丙氨酸，防止了錯(cuò)誤配對的產(chǎn)生。結(jié)果不但使IL-2的生物活性不受影響，而且其熱穩(wěn)定性等方面也得到了較明顯的改善。工程IL-2目前已被美國FDA批準(zhǔn)上市，用于治療腎細(xì)胞瘤。我國衛(wèi)生部也已經(jīng)批準(zhǔn)了在國內(nèi)試生產(chǎn)基因工程白細(xì)胞介素-2。第三節(jié)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用實(shí)例四、組織纖維蛋白溶酶原激活因子tPA能夠切割纖溶酶原形成纖溶酶，從而激活纖溶作用(fibrino1ysis)，使血栓溶解。作為一種高效特異性溶血栓藥物。優(yōu)點(diǎn):(1)血栓選擇性高但幾乎不激活循環(huán)血液中的纖溶系統(tǒng)，可直接靜脈注射；(2)對中毒性休克引起的彌散性血管內(nèi)凝血療效顯著等。第三節(jié)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用實(shí)例四、組織纖維蛋白溶酶原激活因子利用基因定點(diǎn)誘變技術(shù)，改變tPA分子中的某些糖基化氨基酸而減少或防止了糖基化，有效地減緩了它在血漿中被去除的速率，到達(dá)了延長其半壽期的目的，臨床應(yīng)用價(jià)值得到有效提高第三節(jié)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用實(shí)例五、枯草桿菌蛋白酶枯草桿菌蛋白酶(subtilisin)是由枯草芽抱桿菌(Bacillussubtilis)合成的一種絲氨酸蛋白酶。枯草桿菌蛋白酶根據(jù)來源的不同可分為Carlsberg，E，BL，YaB等多種。第三節(jié)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用實(shí)例五、枯草桿菌蛋白酶枯草桿菌蛋白酶可以催化蛋白質(zhì)，把蛋白質(zhì)水解成氨基酸。具有重要的應(yīng)用價(jià)值，被廣泛應(yīng)用在洗滌劑、制革及絲綢工業(yè)中，是一種重要的工業(yè)用酶。三維結(jié)構(gòu)及編碼基因目前已經(jīng)根本搞清楚，而且配有適宜的克隆、表達(dá)系統(tǒng)以及準(zhǔn)確的定量分析催化活性的方法，因此缺點(diǎn)目前已經(jīng)可以通過蛋白質(zhì)工程得到改進(jìn)第三節(jié)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用實(shí)例五、枯草桿菌蛋白酶對枯草桿菌蛋白酶所做的定點(diǎn)誘變已有400多個(gè)，在理論和應(yīng)用方面均取得了相當(dāng)大的進(jìn)展和成功?？莶輻U菌蛋白酶早在幾十年前就被開發(fā)成為商用的紡織品洗滌劑的添加酶，目前仍然是最根本、最重要，也是使用最廣泛、最成熟的洗滌用酶。應(yīng)用定點(diǎn)改造后的枯草桿菌蛋白酶制成的洗滌劑，便可以實(shí)現(xiàn)與漂白劑共同使用的目的了。第三節(jié)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用實(shí)例五、枯草桿菌蛋白酶另一方面枯草桿菌蛋白酶在作為蛋白質(zhì)工程的研究對象過程中，不僅僅使它自身的諸多性能得到了改善；更為重要的是在研究它的過程中，蛋白質(zhì)工程的研究理論同時(shí)也得到了大大的豐富，這為蛋白質(zhì)工程技術(shù)應(yīng)用于其他酶的研究，尤其是對其他工業(yè)酶的性能改造提供了非常珍貴的范例和理論指導(dǎo)。胰蛋白酶酶活力的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握胰蛋白酶的根本性質(zhì)；2.學(xué)會(huì)純化、結(jié)晶胰蛋白酶的根本方法；3.能夠獨(dú)立完成胰蛋白酶的活性及比活性的測定。

胰蛋白酶酶活力的測定二、實(shí)驗(yàn)原理胰蛋白酶可以催化蛋白質(zhì)的水解，化學(xué)鍵的催化水解活性的敏感性依次為：酯鍵>酰胺鍵>肽鍵?？梢岳煤羞@些鍵中的任一鍵形的化合物作為底物來測定胰蛋白酶的專一催化活性。本實(shí)驗(yàn)以BAEE為底物，用紫外吸收法測定胰蛋白酶活力。胰蛋白酶酶活力的測定三、試劑和器材1.材料新鮮或速凍的豬胰臟2.儀器剪刀、鑷子；絞肉機(jī)；研缽；大玻璃漏斗；布氏漏斗；抽濾瓶；顯微鏡；紗布；恒溫水浴鍋；紫外分光光度計(jì)；計(jì)時(shí)器；pH試紙。胰蛋白酶酶活力的測定三、試劑和器材3.試劑pH2.5乙酸酸化水；2.5mol/LH2SO4；5mol/LNaOH；2mol/LNaOH；2mol/LHCl；0.001mol/LHCl；硫酸銨；氯化鈣。0.8mol/LpH9.0硼酸緩沖液：取20mL0.8mol/L硼酸溶液，加80mL0.2mol/L四硼酸鈉溶液，混合后，用pH計(jì)檢查校正。0.4mol/LpH9.0硼酸緩沖液〔用0.8mol/L稀釋1倍即可〕；0.2mol/LpH8.0硼酸緩沖液：取70mL0.2mol/L硼酸溶液，加30mL0.05mol/L四硼酸鈉溶液，混合后，用pH計(jì)校正。0.05mol/LpH8.0Tris－HCl緩沖液：取50mL0.1mol/Ltris〔三羥甲基氨基甲烷〕，加29.2mL0.1mol/LHCl，再加水定容至100mL。BAEE底物溶液的配制：即每毫升0.05mol/LpH8.0Tris－HCl緩沖液中加0.34mgBAEE和2.22mg的氯化鈣。胰蛋白酶酶活力的測定四、實(shí)驗(yàn)步驟〔一〕豬胰蛋白酶制備1.豬胰蛋白酶原的提取2.胰蛋白酶原激活3.胰蛋白酶的別離4.胰蛋白酶的結(jié)晶5.胰蛋白酶的重結(jié)晶胰蛋白酶酶活力的測定四、實(shí)驗(yàn)步驟〔二〕胰蛋白酶活性的測定以苯甲酰-L-精氨酸乙酯〔BAEE〕為底物，用紫外吸收法進(jìn)行測定胰蛋白酶酶活力的測定五、本卷須知

1.胰臟必需是剛屠宰的新鮮組織或速凍的。2.在室溫14～20℃條件下8～12h可激活完全，比活性到達(dá)“3000～4000BAEE單位/mg蛋白〞時(shí)即可停止激活。3.進(jìn)行結(jié)晶時(shí)應(yīng)十分細(xì)心地按規(guī)定條件操作。4.必須嚴(yán)格控制PH。5.第一次結(jié)晶時(shí)，3～5d后仍然無結(jié)晶，應(yīng)檢查pH，必要時(shí)調(diào)整pH，促使結(jié)晶形成。胰蛋白酶酶活力的測定六、思考題1．提取制備豬胰蛋白酶的過程中，應(yīng)特別注意哪些因素？2．PH值在制備中起到什么作用？3．影響晶體形成的因素有哪些？4．在測定酶的比活力過程中應(yīng)注意哪些因素？第六章生物技術(shù)與食品【知識(shí)目標(biāo)】①了解現(xiàn)代生物技術(shù)在食品領(lǐng)域中應(yīng)用的主要方面；②理解生物技術(shù)與食品生產(chǎn)的關(guān)系；③掌握生物技術(shù)在食品生產(chǎn)和檢測中的應(yīng)用；④掌握轉(zhuǎn)基因食品的概念和平安性；⑤了解消費(fèi)者對食品生物技術(shù)的觀點(diǎn)；⑥理解食品生物技術(shù)未來的開展方向。第六章生物技術(shù)與食品【技能目標(biāo)】①能夠把生物技術(shù)知識(shí)運(yùn)用到食品領(lǐng)域中；②會(huì)處理生物技術(shù)與食品生產(chǎn)的關(guān)系；③會(huì)應(yīng)用生物技術(shù)知識(shí)，處理食品生產(chǎn)和檢測中的問題；④能夠把握食品生物技術(shù)未來的開展方向。第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)一、單細(xì)胞蛋白〔一〕SCP產(chǎn)生的背景微生物生產(chǎn)SCP的優(yōu)點(diǎn)：①在適宜條件下微生物可快速生長，有些微生物的生物量倍增時(shí)間為0.5~1h；第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)一、單細(xì)胞蛋白〔一〕SCP產(chǎn)生的背景②微生物比動(dòng)植物更容易進(jìn)行基因改進(jìn)，更容易通過大規(guī)模篩選出高產(chǎn)菌株，改善酸含量等，更容易采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)；③微生物蛋白質(zhì)含量較高，且蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值好；④微生物可采用連續(xù)發(fā)酵工藝生產(chǎn)，占地面積小，不受氣候影響；⑤微生物可在眾多原料，特別是低價(jià)值廢物中生長，一些微生物還可利用植物纖維。第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)一、單細(xì)胞蛋白〔二〕SCP的平安性及其被接納程度SCP生產(chǎn)過程中所用的原材料是影響平安性的關(guān)鍵因素要想將SCP直接作為人類的食品，就必須具備高超的制作工藝和技能第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)一、單細(xì)胞蛋白〔三〕SCP的生產(chǎn)1.用能源物質(zhì)生產(chǎn)SCP2.用廢棄物生產(chǎn)SCP3.用農(nóng)作物生產(chǎn)SCP4.用藻類生產(chǎn)SCP〔1〕污水預(yù)處理〔2〕小球藻培養(yǎng)〔3〕收獲及加工。第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)一、單細(xì)胞蛋白〔四〕SCP的經(jīng)濟(jì)性SCP主要用途是作為動(dòng)物飼料，可局部替代豆粉及魚粉之類高蛋白原料SCP生產(chǎn)最終產(chǎn)物不受微生物，特別是人類致病菌的污染開發(fā)SCP生產(chǎn)工藝中，發(fā)現(xiàn)了其他與工藝相關(guān)的一些新的技術(shù)方法SCP未來的開展主要依靠降低生產(chǎn)本錢和提高產(chǎn)品質(zhì)量。第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)二、食品和飲料的發(fā)酵生產(chǎn)〔一〕酒精飲料1.葡萄酒〔1〕白葡萄酒〔2〕紅葡萄酒2.啤酒制麥工序、糖化工序、發(fā)酵工序、加工與成熟工序、過濾工序、裝罐工序：3.白酒和黃酒啤酒工藝流程示意圖第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)二、食品和飲料的發(fā)酵生產(chǎn)〔二〕奶制品1.奶酪2.酸奶3.雙歧桿菌乳〔三〕蔬菜發(fā)酵〔腌制〕第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)二、食品和飲料的發(fā)酵生產(chǎn)〔四〕谷類發(fā)酵食品面包食醋〔五〕豆類發(fā)酵食品1.分子生態(tài)技術(shù)的應(yīng)用2.激活酶減曲釀造醬油技術(shù)第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)二、食品和飲料的發(fā)酵生產(chǎn)〔六〕植物蛋白飲料植物蛋白飲料是利用蛋白質(zhì)含量較高的植物種子及各種核果類為主要原料，經(jīng)加工制成的一種乳狀飲料。在以大豆為代表的植物蛋白原料中，含較高的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)和其他營養(yǎng)成分。發(fā)酵型植物蛋白飲料兼有植物蛋白飲料和乳酸菌飲料的雙重優(yōu)點(diǎn)。豆奶飲料是一種理想的植物蛋白飲料，通過乳酸菌對其進(jìn)行發(fā)酵作用，可進(jìn)一步改善產(chǎn)品的品質(zhì)。第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)三、酶與食品加工第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)四、新型甜味劑〔一〕功能性甜味劑1.功能性低聚糖2.糖醇第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)四、新型甜味劑〔二〕高甜度新型甜昧劑1.阿斯巴甜2.甜蜜素3.甜菊甙4.甜蛋白5.二氫查爾酮6.其他第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)五、其他食品添加劑〔一〕食用有機(jī)酸〔二〕氨基酸和維生素〔三〕調(diào)味劑或調(diào)味增強(qiáng)劑第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)六、轉(zhuǎn)基因食品〔一〕產(chǎn)生的背景〔二〕轉(zhuǎn)基因食品的概念轉(zhuǎn)基因食品〔geneticallymodifiedfood〕是指以轉(zhuǎn)基因生物為原料加工生產(chǎn)的食品，轉(zhuǎn)基因食品包括轉(zhuǎn)基因動(dòng)物性食品、轉(zhuǎn)基因植物性食品和轉(zhuǎn)基因微生物性食品。第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)六、轉(zhuǎn)基因食品〔三〕轉(zhuǎn)基因食品的主要優(yōu)點(diǎn)1.延長水果和蔬菜的貨架期及感官特性2.提高食品的品質(zhì)3.提高必需氨基酸的含量4.增加碳水化合物含量5.提高肉、奶和畜類產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量6.增加農(nóng)作物抗逆能力7.生產(chǎn)可食性疫苗或藥物8.生產(chǎn)功能性食品第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)六、轉(zhuǎn)基因食品〔四〕轉(zhuǎn)基因食品的檢查轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的檢測實(shí)質(zhì)就是檢測轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品中是否存在外源DNA序列或重組蛋白產(chǎn)物。對植物性轉(zhuǎn)基因食品的檢測采用的技術(shù)路線有兩條，一是檢測表達(dá)的重組蛋白，主要采用ELISA法、蛋白雜交和生物學(xué)活性檢測等；二是檢測插入的外源基因，主要應(yīng)用生物芯片技術(shù)、PCR技術(shù)和核酸雜交技術(shù)等。第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)七、重組牛生長激素〔rBST〕牛生長激素〔bovinegrowthhormone，bGH〕是由腦垂體前葉嗜酸性細(xì)胞分泌的一種具有調(diào)節(jié)生長和催乳功能的內(nèi)源性激素蛋白質(zhì)。1993年，美國FDA允許在奶牛中使用rBST，作為bGH人工合成的替代品，給奶牛注射，可以人工增加奶牛產(chǎn)量，最高可增產(chǎn)15％－20％。研究證明，rBGH使用會(huì)增加牛奶中IGF-l的濃度。人和牛的IGF-l幾乎完全相同，免疫學(xué)分析方法無法區(qū)別?？赡軙?huì)對消費(fèi)者有害。第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)八、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物〔一〕促進(jìn)動(dòng)物生長，提高生產(chǎn)性能?！捕程岣呖共×瓦m應(yīng)性〔三〕利用動(dòng)物生物反響器提取保健蛋白〔四〕提高動(dòng)物性食品的相關(guān)特性第一節(jié)生物技術(shù)與食品生產(chǎn)九、轉(zhuǎn)基因植物〔一〕改善食品營養(yǎng)品質(zhì)1.改善食品營養(yǎng)成份2.改善食品風(fēng)味3.增加食品的藥用價(jià)值和保健功能〔二〕改善食品加工品質(zhì)〔三〕改善食品貯藏品質(zhì)第二節(jié)生物技術(shù)與食品包裝一、酶工程在食品包裝中的應(yīng)用〔一〕葡萄糖氧化酶〔二〕細(xì)胞壁溶解酶〔三〕轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶第二節(jié)生物技術(shù)與食品包裝二、基因工程在食品包裝中的應(yīng)用塑料作為四大包裝材料之一，由于其質(zhì)輕、強(qiáng)度好，用量逐年遞增。聚β-羥基脂肪酸〔PHA〕是一類微生物合成的大分子聚合物，其結(jié)構(gòu)簡單，是可生物降解材料研究的熱點(diǎn)。目前，PHB的生產(chǎn)本錢依然太高?？上蛑参矬w內(nèi)引入PHB生物合成途徑，以植物為表達(dá)載體，利用CO2及光能合成。這是大規(guī)模廉價(jià)生產(chǎn)PHB的一種很有前景的方法，用轉(zhuǎn)基因植物來生產(chǎn)PHB是降低生產(chǎn)本錢的較好選擇。第二節(jié)生物技術(shù)與食品包裝三、包裝檢測指示劑在食品包裝中的應(yīng)用反映商品質(zhì)量的信息型智能包裝技術(shù)，主要是利用化學(xué)、微生物和動(dòng)力學(xué)的方法，通過指示劑的顏色變化記錄包裝商品在生命周期內(nèi)商品質(zhì)量的改變，主要研究成果有包裝滲漏指示劑和保鮮指示劑。保鮮指示劑通過對微生物生長期間新陳代謝的反響，直接指示出食品的微生物質(zhì)量。第二節(jié)生物技術(shù)與食品包裝四、生物信息技術(shù)在食品包裝檢測中的應(yīng)用①酶技術(shù)將會(huì)在食品包裝中發(fā)揮先驅(qū)性的作用，利用生物酶技術(shù)已經(jīng)可以很好地實(shí)現(xiàn)保鮮和防腐功能。②開發(fā)新的環(huán)保型包裝材料,減少白色污染。③致力于開發(fā)包裝檢測指示劑，及時(shí)發(fā)現(xiàn)包裝中存在的問題,使檢測更加及時(shí)準(zhǔn)確。④開展基因芯片技術(shù)在包裝中的應(yīng)用研究，將基因芯包裝的平安性和促進(jìn)包裝的長足進(jìn)步。第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測一、核酸探針技術(shù)核酸探針〔nucleicacidprobe〕技術(shù)又名基因探針技術(shù)或核酸分子雜交技術(shù)，是在20世紀(jì)70年代基因工程學(xué)根底上開展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。具有敏感性高和特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測一、核酸探針技術(shù)〔一〕原理核酸探針技術(shù)原理是堿基配對〔二〕制備核酸探針的制備就是合成含有標(biāo)記的核苷酸序列。常用的標(biāo)記方法有2類：放射性同位素標(biāo)記法和非放射性標(biāo)記。探針的標(biāo)記RNA探針的制備cDNA探針的合成第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測一、核酸探針技術(shù)〔三〕在食品檢測中的應(yīng)用與操作核酸探針技術(shù)已被用于檢驗(yàn)食品中一些常見的病原菌。如大腸桿菌和沙門氏菌等。核酸探針技術(shù)在檢測食品中其他致病菌及產(chǎn)毒素菌等方面也有廣泛的應(yīng)用。

利用核酸探針檢測食物中沙門氏菌病原體的過程

第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測二、聚合酶鏈反響技術(shù)〔PCR〕〔一〕原理PCR的根本原理是在體外對特定的雙鏈DNA片段〔或稱靶DNA〕進(jìn)行高效擴(kuò)增，故又稱基因體外擴(kuò)增法。傳統(tǒng)的PCR分析實(shí)時(shí)熒光PCR檢測技術(shù)實(shí)時(shí)熒光PCR不僅具有傳統(tǒng)PCR的高靈敏性和特異性，而且進(jìn)行定量分析，具有光譜技術(shù)的高精確性，并且克服了傳統(tǒng)PCR的許多缺點(diǎn)第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測二、聚合酶鏈反響技術(shù)〔PCR〕〔二〕在食品檢測中的應(yīng)用PCR技術(shù)在檢測食品中致病微生物和追蹤傳染源方面已被廣泛應(yīng)用。該方法尤其適合于那些培養(yǎng)困難的細(xì)菌和抗原性復(fù)雜細(xì)菌的檢測鑒定PCR技術(shù)不僅可以用于細(xì)菌、螺旋體等病原菌的檢測，并且可用于病毒的檢測。尤其是對那些難以進(jìn)行病毒培養(yǎng)和血清學(xué)檢驗(yàn)的病毒，用PCR法可快速檢測與診斷。第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測三、DNA芯片與微陣列技術(shù)〔一〕原理DNA微陣列或芯片“探針〞可與用放射標(biāo)記物如32P或熒光物如熒光素、麗絲胺等標(biāo)記的目的材料中的DNA或cDNA互補(bǔ)核酸序列相結(jié)合，通過放射自顯影或激光共聚焦顯微鏡掃描后，對雜交結(jié)果進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件處理分析，獲得雜交信號的強(qiáng)度及分布模式圖，以此反映目的材料中有關(guān)基因表達(dá)強(qiáng)弱的表達(dá)譜第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測三、DNA芯片與微陣列技術(shù)〔二〕操作過程DNA芯片和微陣列技術(shù)二者本質(zhì)上是傳統(tǒng)核酸雜交技術(shù)小型化的延伸?！踩吃谑称窓z測中的應(yīng)用生物芯片與微陣列技術(shù)已經(jīng)在食物微生物技術(shù)中得到許多應(yīng)用，例如，在病原體細(xì)菌中由酸性防腐劑接觸而引發(fā)的基因表達(dá)，在作為檢測手段方面上有很大的潛力，不過目前仍然處于研究和開發(fā)階段。第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測四、抗體檢測系統(tǒng)〔一〕原理根本原理是抗原抗體反響，抗原抗體反響是指抗原與相應(yīng)抗體之間所發(fā)生的特異性結(jié)合反響，不同的微生物有其特異的抗原，并能激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)的特異性抗體。在免疫檢測中，可利用單克隆抗體檢測微生物的特異抗原，也可利用微生物抗原檢測體內(nèi)產(chǎn)生的特異抗體。兩種方法均能判斷機(jī)體的感染狀況。第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測四、抗體檢測系統(tǒng)〔二〕方法及應(yīng)用其應(yīng)用范圍包括：①食品成分的檢測，包括食品中諸如蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分、香氣成分及某些不期望成分的檢測等；②食品生產(chǎn)和加工過程中某些引起食品質(zhì)量問題的成分的檢測，如定性或定量檢測腐敗微生物及其酶等；③食品平安性的檢測，如病原微生物或微生物毒素、殺蟲劑、抗生素以及食品摻假物等檢測。第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測四、抗體檢測系統(tǒng)1.酶免疫測定技術(shù)根據(jù)抗原抗體反響是否需要?jiǎng)e離結(jié)合的和游離的酶標(biāo)記物而分為均相和非均相兩種類型。測定方法：①測定抗體的間接法；②測定抗原的雙抗體夾心法；③測定抗原的競爭法；④測IgM抗體的捕獲法；⑤ABS〔avidinbiotinsystem〕-ELISA法；⑥PCRELISA法；⑦斑點(diǎn)免疫酶結(jié)合試驗(yàn)〔DIA〕等。第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測四、抗體檢測系統(tǒng)2.免疫層析技術(shù)免疫層析〔immunochromatography,IC〕將免疫學(xué)原理和層析原理相結(jié)合，借助毛細(xì)管的作用,樣品在條狀纖維制成的膜上泳動(dòng)，其中的待測物與膜上一定區(qū)域的配體結(jié)合，通過酶促顯色反響或直接使用著色標(biāo)記物，在短時(shí)間〔20min內(nèi)〕便可得到直觀的結(jié)果。免疫層析按其原理可分為兩類：一類以酶促反響顯色為根底，以顯色高度來定量；另一類那么使用著色標(biāo)記物如乳膠顆粒、膠體硒、膠體金以及脂質(zhì)體等。第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測四、抗體檢測系統(tǒng)3.免疫熒光技術(shù)〔IFT〕免疫熒光技術(shù)〔immunofluorescenceTechnique,IFT〕就是將不影響抗原抗體活性的熒光色素標(biāo)記在抗體〔或抗原〕上，與其相應(yīng)的抗原〔或抗體〕結(jié)合后，在熒光顯微鏡下呈現(xiàn)一種特異性熒光反響。免疫熒光技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用上主要有直接法和間接法。第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測四、抗體檢測系統(tǒng)4.酶聯(lián)熒光免疫分析技術(shù)酶聯(lián)熒光免疫分析技術(shù)〔enzyme-linkedfluorescentimmunoassay,ELFIA〕是在酶聯(lián)免疫吸附分析的根底上開展起來的一種快速檢測微生物的方法。該方法將酶系統(tǒng)與熒光免疫分析結(jié)合起來，在普通酶免疫分析的根底上用理想的熒光底物代替生色底物，可提高分析的靈敏度和增寬測量范圍，減少試劑的用量。5.免疫印跡技術(shù)6.乳膠凝集試驗(yàn)第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測五、熒光檢測技術(shù)〔一〕衛(wèi)生評測用檢測ATP〔三磷酸腺苷〕的方法來指示設(shè)備上的微生物含量ATP的檢測首先收集檢測區(qū)域的物質(zhì)并且溶解收集到的微生物細(xì)胞。如果有ATP存在，熒光酶會(huì)引起熒光反響，反響如下：產(chǎn)生光的量與ATP的量成比例。由于這種檢測依賴于對低亮度光的感應(yīng)性，所以用ATP法監(jiān)測衛(wèi)生需要特殊的設(shè)備〔照度計(jì)〕。第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測五、熒光檢測技術(shù)〔二〕熒光技術(shù)的新應(yīng)用熒光技術(shù)在其他的食品平安應(yīng)用方面也有巨大的潛力。熒光技術(shù)的另一個(gè)應(yīng)用是帶有細(xì)菌熒光酶基因的重組噬菌體的使用第三節(jié)生物技術(shù)與食品檢測六、生物傳感器檢測技術(shù)生物傳感器選用選擇性良好的生物材料〔例如酶、DNA和抗原等〕作為分子識(shí)別元件，當(dāng)待測物與分子識(shí)別元件特異性結(jié)合后，所產(chǎn)生的復(fù)合物〔或光、熱等〕通過信號轉(zhuǎn)換器變?yōu)榭梢暂敵龅碾娦盘?、光信號等并予以放大輸出，從而得到相?yīng)的檢測結(jié)果。生物傳感器具有較好的敏感性和特異性，其操作簡便、反響速度快，正逐步挑戰(zhàn)傳統(tǒng)檢測方法的主體地位。生物傳感器可大大縮短檢測時(shí)間，如對沙門氏菌的檢測時(shí)間可縮短到24h以內(nèi)。第四節(jié)轉(zhuǎn)基因生物與食品平安一、轉(zhuǎn)基因食品的PC