生物技术和食品省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第八章 生物技术与食品尹秀西藏大学农牧学院 食品科学学院第1页本章内容本章内容生物技术与食品生产生物技术与食品包装生物技术与食品检测转基因食品检测生物技术与未来食品工业12345第2页学习目学习目掌握当代生物技术在食品领域中主要应用。了解经过基因工程技术还能够生产许多新型食品。了解当代生物技术在食品工业上应用和发展趋势。认识生物技术在生产单细胞蛋白、生产饮料与食品添加剂、食品发酵等食品生产加工过程中主要作用。第3页与生物技术相关食品第4页本章内容本章内容生物技术与食品生产生物技术与食品包装生物技术与食品检测转基因食品检测生物技术与未来食品工业12345第5页第一节第一节 生物技术与食品生产生物技术与食品生产（一）单细胞蛋白概念：（一）单细胞蛋白概念：由单细胞或丝状微生物个体作为蛋白质生产工厂所产生蛋白。那么动植物生产蛋白是不是单细胞蛋白呢？答案是必定，不是，因为动植物是多细胞生物。一、单细胞蛋白一、单细胞蛋白第6页一、单细胞蛋白一、单细胞蛋白（二）（二）蛋白质需求蛋白质需求 当前世界面临着人口爆炸，发展中国家尤为突出，世界上25%人口正在遭受着饥饿和营养不良威胁。发展中国家60%居民食物中蛋白不足，和发达国家相比差距很大并在逐步拉大。人类对蛋白需求量依旧很大，并在逐步增加。请节约每一粒粮食第7页一、单细胞蛋白一、单细胞蛋白250kg250kg公平竞赛每头牛天天产生200g蛋白质理想生长条件，天天能够合成25吨蛋白质获胜者第8页一、单细胞蛋白一、单细胞蛋白（三）单细胞蛋白生产（三）单细胞蛋白生产 1 1、能源物质生产单细胞蛋白、能源物质生产单细胞蛋白 细菌和酵母可利用甲醇、乙醇、甲烷和多链烷烃生产细菌和酵母可利用甲醇、乙醇、甲烷和多链烷烃生产SCP。原料为甲醇大规模发酵工厂利用嗜甲醇营养菌英国ICI企业生产SCP第9页一、单细胞蛋白一、单细胞蛋白（三）单细胞蛋白生产（三）单细胞蛋白生产 2 2、工农业废弃物生产单细胞蛋白、工农业废弃物生产单细胞蛋白 利用工业废弃物（稻秸、蔗渣、糖蜜、动物粪便和工利用工业废弃物（稻秸、蔗渣、糖蜜、动物粪便和工业下脚料等），在对应微生物发酵下生产业下脚料等），在对应微生物发酵下生产SCPSCP。有机废料（奶渣、烂水果等）真菌宛氏拟青霉发酵Pekilo 单细胞蛋白利用第10页一、单细胞蛋白一、单细胞蛋白（三）单细胞蛋白生产（三）单细胞蛋白生产 3 3、从藻类中生产单细胞蛋白、从藻类中生产单细胞蛋白 藻类以藻类以COCO2 2作为碳源经过光和作用，在开放池塘里就能作为碳源经过光和作用，在开放池塘里就能够生产够生产SCPSCP。1g螺旋藻1000g蔬菜=营养物质第11页一、单细胞蛋白一、单细胞蛋白（四）（四）SCPSCP可接收程度及其毒力可接收程度及其毒力SCP安全性安全性营养价值营养价值可接收程度可接收程度日、英、意等国日、英、意等国禁止用石油派生禁止用石油派生物生产物生产SCPSCP加工必须加工必须无病原菌或有无病原菌或有毒物质毒物质微生物代谢微生物代谢产物必须是产物必须是无毒无毒SCP产品必须先产品必须先用动物进行短期用动物进行短期急性毒力检测急性毒力检测安全性安全性营养价值营养价值可接收程度可接收程度第12页二、食品和饮料发酵生产二、食品和饮料发酵生产 发酵主要作用有哪些？一、预防有机物腐败；二、是原料发生感官、物理和营养方面改变，改进风味和微生素成份。（一）酒精饮料（一）酒精饮料第13页二、食品和饮料发酵生产二、食品和饮料发酵生产（一）酒精饮料（一）酒精饮料制麦芽制麦芽制浆制浆发酵发酵加工和成熟加工和成熟利用传统遗传利用传统遗传学、原生质体学、原生质体融合和重组融合和重组DNA技术等技技术等技术改良酿酒酵术改良酿酒酵母品系，从而母品系，从而提升啤酒品质。提升啤酒品质。第14页二、食品和饮料发酵生产二、食品和饮料发酵生产（二）奶制品（二）奶制品 奶制品在乳酸杆菌自发作用下所生产产物。奶制品在乳酸杆菌自发作用下所生产产物。乳酸杆菌对奶制品好处：乳酸杆菌对奶制品好处：对人无害，还可抑制许多不对人无害，还可抑制许多不良细菌；良细菌；可改进奶制品口味和质地；可改进奶制品口味和质地；有利于肠道微生物生态平衡。有利于肠道微生物生态平衡。第15页二、食品和饮料发酵生产二、食品和饮料发酵生产（二）奶制品（二）奶制品 凝乳酶：能水解蛋白质形成一个凝胶，凝胶分离出来凝乳酶：能水解蛋白质形成一个凝胶，凝胶分离出来后，经切块和脱水后压成一定形状，熟化成奶酪。后，经切块和脱水后压成一定形状，熟化成奶酪。第16页二、食品和饮料发酵生产二、食品和饮料发酵生产（三）其它发酵食品（三）其它发酵食品蔬菜发酵豆类发酵谷类食品发酵第17页三、酶与食品加工三、酶与食品加工l酶是大部分食品和饮料发酵一个主要原因，酶应用是当代生物技术在食品生产中一个主要应用。食品用酶食品用酶60%属于蛋白质水解酶10%属于糖水解酶3%属于脂肪水解酶其余为较特殊酶第18页三、酶与食品加工三、酶与食品加工l酶在食品工业中应用能够增加食品产量、提升食品质量、降低原料和能源消耗、改进劳动条件和降低成本，还可促进新产品、新技术和新工艺兴起和发展。l工业生产上已基本用酶来水解淀粉，酶还能够改进保健品中有效成份等。比如：在牛奶中添加乳糖酶，能够使乳糖降解为半乳糖和葡萄糖，以利于人体吸收。第19页四、新型甜味剂四、新型甜味剂l甜味剂可用于软饮料、糖果、点心、果酱、果冻、罐头食品、发酵食品和调味剂以及肉类制品等，其拥有辽阔前景和市场，同时也是一个有赖于生物技术革新广大市场。l当前，甜味剂主要起源是甜菜糖和蔗糖。l阿斯巴甜：L-天冬氨酸-L-苯丙氨酸甲酯，是安全性研究最为完全一个食品添加剂。已经逐步替换了化学合成糖精。第20页五、其它食品添加剂五、其它食品添加剂醋是一个水溶性液体，含最少醋是一个水溶性液体，含最少4 4醋酸，少许醋酸，少许糖、酒精和盐；它通常来自葡萄汁、麦芽汁糖、酒精和盐；它通常来自葡萄汁、麦芽汁或苹果汁发酵。发酵用菌通常是酵母菌和醋或苹果汁发酵。发酵用菌通常是酵母菌和醋酸杆菌。酸杆菌。食用有机酸是很主要食品添加剂。惯用有柠食用有机酸是很主要食品添加剂。惯用有柠檬酸、醋酸、乳酸、葡萄糖酸、苹果酸和酒檬酸、醋酸、乳酸、葡萄糖酸、苹果酸和酒石酸。这些有机酸都需要经过微生物发酵制石酸。这些有机酸都需要经过微生物发酵制成。其中以柠檬酸产量和用量最大。成。其中以柠檬酸产量和用量最大。第21页五、其它食品添加剂五、其它食品添加剂 氨基酸在食品与饮料工业中，广泛用来氨基酸在食品与饮料工业中，广泛用来增强口味，作为鲜味剂和营养添加剂。增强口味，作为鲜味剂和营养添加剂。维生素通常是生物体内酶辅酶或辅基，维生素通常是生物体内酶辅酶或辅基，所以维所以维 生素缺乏将会影响酶活性，并进而生素缺乏将会影响酶活性，并进而影响生物体代谢功效影响生物体代谢功效。低聚糖是指二个到十个分子单糖组成低聚糖是指二个到十个分子单糖组成低聚合度糖。是微生物分泌到胞外一个物低聚合度糖。是微生物分泌到胞外一个物质。它们可使食品更黏稠或形成凝胶，稳质。它们可使食品更黏稠或形成凝胶，稳定食品结构，改进外观和口味。定食品结构，改进外观和口味。第22页六、转基因食品六、转基因食品l转基因食品是转基因食品是利用基因工程伎俩利用基因工程伎俩来来改进农作物品质，如口改进农作物品质，如口感、营养、质地、颜色、形态、酸甜度以及成熟度等感、营养、质地、颜色、形态、酸甜度以及成熟度等。l利用转基因技术能够有目标地将有利遗传物质转移到生物利用转基因技术能够有目标地将有利遗传物质转移到生物细胞内，使这些有机体取得有利特征，如含有产量高、营细胞内，使这些有机体取得有利特征，如含有产量高、营养高和抗病能力强等优点养高和抗病能力强等优点。第23页六、转基因食品六、转基因食品 转基因技术应用于食品生产含有很多优点：可延长水果、蔬菜货架期及感官特征；可提升食品品质；提升必需氨基酸含量；增加碳水化合物含量；提升肉、奶和畜类产品数量和质量；可增加农作物抗逆能力；生产可食性疫苗或药品；生产功效性食品。第24页本章内容本章内容生物技术与食品生产生物技术与食品包装生物技术与食品检测转基因食品检测生物技术与未来食品工业12345第25页第二节第二节 生物技术与食品包装生物技术与食品包装l酶是一个催化剂，用于食品包装可对食品产生特殊保护作用。腐败变质和氧化是食品腐变得两大主要原因，这就要求我们在食品储备过程中第一要除氧，第二要除菌。l葡萄糖氧化酶（EFAD）：含有对氧非常专一理想抗氧作用，是理想除氧方法。一、酶工程在食品包装中应用一、酶工程在食品包装中应用第26页一、酶工程在食品包装中应用一、酶工程在食品包装中应用l溶菌酶最大特点是可消除微生物繁殖，只食品包装上用作防腐剂，对人体无害，可代替有害化学防腐剂。l转谷氨酰胺酶是一个催化酰基转移反应酶，能够经过形成蛋白质分子间共价键，催化蛋白质分子聚合和交联，因而使食品小分子结合在一起。第27页二、基因工程在食品包装中应用二、基因工程在食品包装中应用l因传统塑料废弃物极难降解，是白色污染罪魁祸首，所以因传统塑料废弃物极难降解，是白色污染罪魁祸首，所以可降解塑料是当今研究热点。可降解塑料是当今研究热点。l-羟基脂肪酸（羟基脂肪酸（PHAPHA）是一类微生物合成大分子聚合物，）是一类微生物合成大分子聚合物，其结构简单，是可生物降解材料研究热点。其结构简单，是可生物降解材料研究热点。第28页三、包装指示剂在食品包装中应用三、包装指示剂在食品包装中应用l包装指示剂主要是利用化学、微生物和动力学方法经过指示剂颜色改变统计包装商品在生命周期内商品质量改变，主要研究结果有渗漏指示剂和保险指示剂。四、生物信息技术在食品包装中应用四、生物信息技术在食品包装中应用l近几年基因芯片技术开始在食品与包装工业中崭露头角，基因芯片在包装中应用主要是对致病微生物检测、对包装物特定蛋白检测和包装独立分析与检测。第29页本章内容本章内容生物技术与食品生产生物技术与食品包装生物技术与食品检测转基因食品检测生物技术与未来食品工业12345第30页第三节第三节 生物技术与食品检测生物技术与食品检测l 食品中一些大分子或小分子能够直接或间接成为抗原，使免疫学技术成为研究和检测食品快速、灵敏、专一、高效方法。l抗原抗体作用是免疫学基础。抗原抗体特异性结合结果，能够经过酶促显色反应、荧光反应、放射性同位素等方法来显示，由此建立了一系列敏感而实用标识技术。一、免疫学技术应用一、免疫学技术应用第31页二、分子生物学技术应用二、分子生物学技术应用l分子生物学飞速发展，也为食品检测提供了先进技术伎俩，其中PCR 技术，因为含有快速、特异、灵敏特点，在检测食品中致病微生物和追踪传染源方面已被广泛应用，尤其适合于那些培养困难细菌和抗原性复杂细菌检测判定。PCR检测第32页三、生物传感器技术应用三、生物传感器技术应用l生物传感器选取选择性良好生物材料（比如酶、DNA和抗原等）作为分子识别原件，当待测物与分子识别原件特异性结合后，所产生复合物（或光、热等）经过信号转换器变成能够输出电信号、光信号等并给予放大输出，从而得到对应检测结果。l其含有很好敏感性和特异性，操作简单、反应速度快等特点。第33页本章内容本章内容生物技术与食品生产生物技术与食品包装生物技术与食品检测转基因食品检测生物技术与未来食品工业12345第34页第四节第四节 转基因食品检测转基因食品检测l转基因食品已逐步进入普通百姓生活，为保护广大消费者权益，满足其选择权和知情权以及出于国际贸易需要，转基因食品检测越来越引发重视。l对转基因食品贴示标签，或是对转基因与非转基因原料进行分别输送，转基因原料和食品检测都是必不可少。l转基因食品检测方法是对转基因食品进行确定、生产和管理必要伎俩。转基因产品检测，其实质就是检测转基因产品中是否存在外源 DNA序列或重组蛋白产物。第35页一、转基因食品一、转基因食品PCR检测检测l聚合酶链反应(PCR)技术应用于转基因食品检测，其敏感、快速、简便特点是其它检测技术所无法比拟。lPCR 技术是当前检测转基因食品惯用方法，当前它对转基因食品定量检测方法日趋成熟，而对特定转基因生物 DNA进行定量检测研究也快速发展。第36页二、转基因食品二、转基因食品ELISA检测检测l转基因食品也能够经过转基因表示产物蛋白质进行检测，ELISA 方法是检测转基因作物中重组蛋白产物惯用方法。l在美国和日本已经出现了定量检测转基因“新”蛋白质试剂盒。第37页三、三、转基因食品生物芯片检测转基因食品生物芯片检测l生物芯片是转基因食品检测新方法。我国成都百奥生物信息科技有限企业生产BTI-TGP 转基因植物检测型芯片，经过检测外来基因序列(DNA 序列)，可判定该植物是否含有转基因成份。l这类方法和当前已知同类PCR 法相比，除操作简便、快速、结果准确外，含有高通量特征，处理了转基因检测中样品核酸制备中困难，同时可降低检测成本和所需时间。第38页本章内容本章内容生物技术与食品生产生物技术与食品包装生物技术与食品检测转基因食品检测生物技术与未来食品工业12345第39页第五节第五节 生物技术与未来食品工业生物技术与未来食品工业首先，食品生产模式发生“绿色位移”。其次，食品加工“重心前移”。第三，“食品安全”内涵发生改变。第四，食品产业实现综合利用和零排放。一、新时代食品工业展现新特点第40页二、二、当代生物技术在当代生物技术在未来未来食品工业上应用食品工业上应用l食品生物技术已成为食品工业支柱，是未来发展最快食品工业技术之一，具有广阔发展前景和美好未来。l当代生现物技术在未来食品工业中应用展现以下四个热点：l （一）大力开发食品添加剂新品种l （二）发展微生物保健食品l （三）螺旋藻食品l （四）开发一些虫类高蛋白食品第41页复习思索题复习思索题1 什么是单细胞蛋白?简述它几个起源。2 举例说明食品发酵用途。3 食品检测中生物技术应用有哪些?4 你对转基因食品有什么看法?5 谈谈当代生物技术在食品工业上应用和发展趋势。第42页谢谢观赏！Thanks!第43页