生物技术在食品中的应用省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、生物技术与食品生物技术与食品闫洁闫洁闫洁闫洁-11111111第1页何为生物技术?何为生物技术?生物技术包含基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工生物技术包含基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程程5 5个方面。该技术是应用生物体(微生物、动物细胞、植物细胞)个方面。该技术是应用生物体(微生物、动物细胞、植物细胞)或其组成部分(细胞器、酶)在最适宜条件下,生产有价值产物或或其组成部分(细胞器、酶)在最适宜条件下,生产有价值产物或进行有益过程技术。进行有益过程技术。基因工程基因工程微生物微生物蛋白质或酶蛋白质或酶动植物个体或细胞动植物个体或细胞工程菌工程菌发酵工程发酵工程蛋白质
2、或酶工程蛋白质或酶工程特定产品特定产品细胞工程细胞工程优良品系优良品系食品食品第2页人体需要营养素人体需要营养素矿物质、脂类、蛋白质、维生素、碳水化合物、水和膳食纤维 功效:其一是作为能源物质,供给人体所需要能量(主要是蛋白质、碳水化合物和脂类);其二是作为人体“建筑”材料。供给人体所需要能量,主要有蛋白质;其三是作为调整物质,调整人体生理功效,主要有维生素、矿物质和膳食纤维等。国以民为天国以民为天国以民为天国以民为天 民以食为天民以食为天民以食为天民以食为天 食以安为先食以安为先食以安为先食以安为先第3页膳食营养金字塔膳食营养金字塔第4页生物技术与食品生物技术与食品生物技术与食品加工生物技术
3、与食品加工生物技术与食品储备与保鲜生物技术与食品储备与保鲜生物技术与食品添加剂生物技术与食品添加剂生物技术在食品分析中应用生物技术在食品分析中应用转基因食品转基因食品食品安全食品安全第5页生物工程技术应用于食品目QuantityQuantity:数量上升:数量上升QualityQuality:质量提升:质量提升CostCost:成本下降(酶,生物发酵技术应用大幅降低:成本下降(酶,生物发酵技术应用大幅降低生产成本)生产成本)ControlControl:安全与品质控制:安全与品质控制第6页木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶有些人会做菜吗?想要让肉类食物鲜有些人会做菜吗?想要让肉类食物鲜嫩,我们惯用是什么?嫩
4、,我们惯用是什么?对,是嫩肉粉,对,是嫩肉粉,它主要成份是从番木瓜中提取疏松剂它主要成份是从番木瓜中提取疏松剂木瓜蛋白酶。从木瓜等动植物种提取木瓜蛋白酶。从木瓜等动植物种提取我们所需酶,有很多不便,量少,原我们所需酶,有很多不便,量少,原料少。料少。那我们能否利用微生物帮助我们大量生产蛋白质呢?那我们能否利用微生物帮助我们大量生产蛋白质呢?答案是必定。在我们生物技术中,有答案是必定。在我们生物技术中,有scpscp技术。技术。第7页1.1 1.1 生物技术与食品加工生物技术与食品加工1.1 1.1 单细胞蛋白单细胞蛋白(single cell protein,single cell prote
5、in,SCP SCP)单细胞蛋白是指经过发酵获单细胞蛋白是指经过发酵获取酵母、细菌、霉菌,以及取酵母、细菌、霉菌,以及培养蘑菇、单细胞藻类等微培养蘑菇、单细胞藻类等微生物,深入由此制取大量蛋生物,深入由此制取大量蛋白质。白质。现在人类发展面临一个很大问题就是人口爆炸,在我们发展中国家尤为突出,那么随现在人类发展面临一个很大问题就是人口爆炸,在我们发展中国家尤为突出,那么随之而来问题就是食物短缺,食物短缺中又以蛋白质短缺为主。对蛋白质巨大需求催生之而来问题就是食物短缺,食物短缺中又以蛋白质短缺为主。对蛋白质巨大需求催生了了SCP技术。技术。SCP技术是利用富含蛋白质藻类,微生物进行大规模培养,并
6、从中提取技术是利用富含蛋白质藻类,微生物进行大规模培养,并从中提取蛋白质。蛋白质。因为利用微生物进行生产蛋白质,我们不难推出其几个优点。因为利用微生物进行生产蛋白质,我们不难推出其几个优点。第8页几个主要单细胞蛋白几个主要单细胞蛋白酵母蛋白酵母蛋白 真菌中酵母在食品加工中应用较早,包含酿造、烘烤等食品真菌中酵母在食品加工中应用较早,包含酿造、烘烤等食品 细菌蛋白细菌蛋白 细菌蛋白生产普通是以碳氢化合物(如天然气或沥青)或甲醇细菌蛋白生产普通是以碳氢化合物(如天然气或沥青)或甲醇作为底物作为底物 藻类蛋白藻类蛋白 以小球藻和螺旋藻最引人注目,它们是在海水中快速生长两种以小球藻和螺旋藻最引人注目,
7、它们是在海水中快速生长两种微藻,必需氨基酸中除含硫氨基酸较少外,其它必需氨基酸却微藻,必需氨基酸中除含硫氨基酸较少外,其它必需氨基酸却很丰富很丰富第9页利用微生物生产利用微生物生产SCPSCP优点优点1.1.微生物繁殖生长速度快微生物繁殖生长速度快2.2.相比动植物更以筛选优良高生长率个体相比动植物更以筛选优良高生长率个体3.3.蛋白质含量高,营养价值高。蛋白质含量高,营养价值高。4.4.生产所需场地小生产所需场地小5.5.原料起源广泛原料起源广泛更为现实考虑是暂不把更为现实考虑是暂不把scpscp直接供给人们使用,直接供给人们使用,而作为家畜喂养而作为家畜喂养SCP当前应用限制就当前而言,就
8、当前而言,scp所生产食物,可接收程度还是比较低。人们政治心理所生产食物,可接收程度还是比较低。人们政治心理和心理原因,往往对来自微生物产品有抵触心理,宗教社会影响,不一和心理原因,往往对来自微生物产品有抵触心理,宗教社会影响,不一样地域饮食习惯和禁忌等。样地域饮食习惯和禁忌等。第10页各种美味乳制品各种美味乳制品日常生活中很多人都喜欢酸奶,等乳制品,日常生活中很多人都喜欢酸奶,等乳制品,它生产是离开不了我们生物技术。它生产是离开不了我们生物技术。第11页1.2 1.2 乳品生产乳品生产乳酸杆菌对奶制品益处:乳酸杆菌对奶制品益处:1.1.对人无害,对不良细菌有抑制作用对人无害,对不良细菌有抑制
9、作用2.2.改进奶制品口味质地改进奶制品口味质地3.3.对人体胃肠道有着十分有利作用对人体胃肠道有着十分有利作用乳品包含以生鲜牛(羊)乳及其制品为主要原料,经加乳品包含以生鲜牛(羊)乳及其制品为主要原料,经加工制成产品。工制成产品。包含酸奶、奶酪及酸奶酪等。包含酸奶、奶酪及酸奶酪等。第12页革新(牛凝乳酶)革新(牛凝乳酶)从小牛细胞分离凝乳酶原从小牛细胞分离凝乳酶原mRNA低低PH下凝乳酶原转化为下凝乳酶原转化为活性凝乳酶活性凝乳酶凝乳酶原表示并分泌到凝乳酶原表示并分泌到肉汤培养基肉汤培养基cDNA克隆进表示载体克隆进表示载体载体移如适宜微生物载体移如适宜微生物凝乳酶原凝乳酶原DNA生化合成生
10、化合成mRNA反转录为反转录为cDNA测定其氨基酸序列测定其氨基酸序列纯化凝乳酶使之商品化纯化凝乳酶使之商品化当前生物技术在乳制品行业最大革新主要就是利用基因工程当前生物技术在乳制品行业最大革新主要就是利用基因工程将目标基因移至微生物,使其表示,以或得目标产物。将目标基因移至微生物,使其表示,以或得目标产物。第13页1.3 1.3 酿造类食品酿造类食品包含两类:调味品和酒精饮包含两类:调味品和酒精饮料两大类。料两大类。其生产技术属于传统微生物其生产技术属于传统微生物发酵。发酵。第14页调味品调味品第15页 酱油俗称豉油,主要由大豆、淀粉、小麦、食盐经过制油、发酵等程序酿制而成。酱油成份比较复杂
11、,除食盐成份外,还有各种氨基酸、糖类、有机酸、色素及香料等成份。以咸味为主,亦有鲜味、香味等。醋是调味品中惯用一个品类,醋又称为食醋、醯、苦酒等,是烹饪中惯用一个液体酸味调味料。味精是调味料一个,主要成份为谷氨酸钠。味精主要作用是增加食品鲜味,在中国菜里用最多,也可用于汤和调味汁。调味品调味品第16页酒精饮料酒精饮料第17页 酒精发酵原材料主要有两种:糖类物质(水果、树酒精发酵原材料主要有两种:糖类物质(水果、树汁和蜂蜜等)和淀粉物质(谷类)。汁和蜂蜜等)和淀粉物质(谷类)。最惯用发酵微生物是酿酒酵母,这种微生物能够吸最惯用发酵微生物是酿酒酵母,这种微生物能够吸收并利用单糖,将它们转化成酒精。
12、收并利用单糖,将它们转化成酒精。用粮食酿酒,先得把粮食中淀粉分解成葡萄糖用粮食酿酒,先得把粮食中淀粉分解成葡萄糖(即糖即糖化化),再使葡萄糖发酵生成酒精。我国酿酒和西方不一,再使葡萄糖发酵生成酒精。我国酿酒和西方不一样地方是用样地方是用“曲曲”酿酒,而西方是用麦芽和酵母菌。酿酒,而西方是用麦芽和酵母菌。酒精饮料酒精饮料第18页酒曲酒曲 在经过强烈蒸煮白米中,移入曲霉分生孢子,然后保温,在经过强烈蒸煮白米中,移入曲霉分生孢子,然后保温,米粒上即茂盛地生长出菌丝,此即酒曲。在曲霉淀粉酶米粒上即茂盛地生长出菌丝,此即酒曲。在曲霉淀粉酶强力作用而糖化米淀粉,所以,自古以来就把它和麦芽强力作用而糖化米淀
13、粉,所以,自古以来就把它和麦芽同时作为糖原料,用来制造酒、甜酒和豆酱等。用麦类同时作为糖原料,用来制造酒、甜酒和豆酱等。用麦类代替米者称麦曲。代替米者称麦曲。含有大量微生物糖化和酒精发含有大量微生物糖化和酒精发酵两个过程同时进行酵两个过程同时进行第19页1.4 1.4 蔬菜腌制蔬菜腌制 腌制是早期保留蔬菜一个非常有效方法。现今,蔬菜腌制是早期保留蔬菜一个非常有效方法。现今,蔬菜腌制已从简单保留伎俩转变为独特风味蔬菜产品加工技术。腌制已从简单保留伎俩转变为独特风味蔬菜产品加工技术。酱腌菜这一传统食品是我国人民历代智慧结晶,是祖国宝酱腌菜这一传统食品是我国人民历代智慧结晶,是祖国宝贵文化财富一部分
14、。贵文化财富一部分。目标是抑制微生物,两个方面:高渗目标是抑制微生物,两个方面:高渗 高酸性坏境高酸性坏境 泡菜主要是靠泡菜主要是靠乳酸菌发酵生成大量乳酸乳酸菌发酵生成大量乳酸乳酸菌发酵生成大量乳酸乳酸菌发酵生成大量乳酸而不是靠而不是靠盐渗透压来抑制腐败微生物盐渗透压来抑制腐败微生物第20页1.5 1.5 面包焙烤和谷类食品发酵面包焙烤和谷类食品发酵不论是馒头还是面包都是利用酵母进行发酵。不论是馒头还是面包都是利用酵母进行发酵。不论是馒头还是面包都是利用酵母进行发酵。不论是馒头还是面包都是利用酵母进行发酵。第21页面包面包 所谓面包,就是以黑麦、小麦等粮食作物为基本所谓面包,就是以黑麦、小麦等
15、粮食作物为基本原料,先磨成粉,再加水、盐、酵母等和面并制成面原料,先磨成粉,再加水、盐、酵母等和面并制成面团坯料,然后再以烘、烤、蒸或煎等方式加热制成食团坯料,然后再以烘、烤、蒸或煎等方式加热制成食品。品。整个发酵整个发酵目标目标是:发酵(产生是:发酵(产生coco2 2)、出味和面团)、出味和面团疏松膨胀。疏松膨胀。蓬松多孔蓬松多孔蓬松多孔蓬松多孔 馒头和面包区分就在于:酸面团馒头和面包区分就在于:酸面团馒头和面包区分就在于:酸面团馒头和面包区分就在于:酸面团 烘烤烘烤烘烤烘烤 和蒸熟和蒸熟和蒸熟和蒸熟第22页1.6 1.6 豆类发酵豆类发酵毛霉毛霉腐乳是一个二次加工豆制食品,是我国著名具民
16、族特色发酵调味品腐乳是一个二次加工豆制食品,是我国著名具民族特色发酵调味品腐乳是一个二次加工豆制食品,是我国著名具民族特色发酵调味品腐乳是一个二次加工豆制食品,是我国著名具民族特色发酵调味品第23页1.7 1.7 酶与食品加工酶与食品加工 往往化学反应进行都需要高温高压,条件苛刻,而假如用生物发酵法,酶法等则显得简单许多,条件易于控制实现,而且生产效率也大幅提升。在我们食品加工中应用很多是酶应用。目u增加食品产量增加食品产量u提升食品质量提升食品质量u减低原材料和能源消耗减低原材料和能源消耗u改进劳动条件改进劳动条件u减低成本减低成本第24页食品加工业中主要用酶食品加工业中主要用酶工业酶酿造奶
17、制品面包果蔬加工淀粉和糖淀粉酶淀粉酶蛋白酶木聚糖酶木瓜蛋白酶淀粉转糖苷酶动物/微生物凝乳酶乳糖酶脂酶溶菌酶淀粉酶木聚糖酶蛋白酶磷酸酯酶A和D脂肪氧合酶果胶酯酶多聚半乳糖醛酸酶果胶水解酶半纤维素酶淀粉酶淀粉酶淀粉葡萄糖苷酶木聚糖酶异构酶、支链淀粉酶寡聚淀粉酶、纤维素酶 是否能够利用基是否能够利用基 因工程大规模生产呢?因工程大规模生产呢?第25页2.1 2.1 生物技术与食品储备与保鲜生物技术与食品储备与保鲜物理方法物理方法食物食用一个很主要食物食用一个很主要问题便是储备与保鲜,问题便是储备与保鲜,我们所处环境是充满我们所处环境是充满大量微生物,食物中大量微生物,食物中大量水分及营养物质大量水分
18、及营养物质是微生物生长繁殖绝是微生物生长繁殖绝佳场所。佳场所。预防微生物污染:预防微生物污染:低温、隔绝空气、冷低温、隔绝空气、冷冻等冻等 第26页2.2.1 2.2.1 酶工程在食品保鲜中应用酶工程在食品保鲜中应用 酶是一个生物催化剂,食品都是因为酶作用而产生变酶是一个生物催化剂,食品都是因为酶作用而产生变质糜烂。质糜烂。那它怎样应用于保鲜?那它怎样应用于保鲜?直接杀死微生物直接杀死微生物 利用酶耗掉氧气利用酶耗掉氧气第27页葡萄糖氧化酶(葡萄糖氧化酶(EFADEFAD)是一个需氧脱氢酶。采取葡萄糖氧化酶能够除去是一个需氧脱氢酶。采取葡萄糖氧化酶能够除去食品和容器中氧,从而有效地预防食物变质
19、,所以能食品和容器中氧,从而有效地预防食物变质,所以能够应用于茶叶、冰淇淋、奶粉、啤酒、果酒及其它饮够应用于茶叶、冰淇淋、奶粉、啤酒、果酒及其它饮料制品包装中料制品包装中 法一:利用酶耗掉氧气法一:利用酶耗掉氧气第28页 法二:直接杀死微生物法二:直接杀死微生物机理:机理:催化细菌细胞壁肽聚糖催化细菌细胞壁肽聚糖N-N-乙酰氨基葡糖与乙酰氨基葡糖与N-N-乙酰胞乙酰胞壁酸之间壁酸之间1 1,4-4-糖苷键水解。糖苷键水解。溶菌酶溶菌酶第29页2.3 2.3 生物技术与食品添加剂生物技术与食品添加剂 食品添加剂是指为改进食品品质色泽香味以及为防腐和食品添加剂是指为改进食品品质色泽香味以及为防腐和
20、加工工艺单额需要而加入化学合成物或者天然物质。加工工艺单额需要而加入化学合成物或者天然物质。能否合理使用能否合理使用?第30页2.3.1 2.3.1 调味剂和香料调味剂和香料香料醋味精第31页1.1.酸味剂酸味剂 是以赋予食品酸味为主要目标食品添加剂,给人爽是以赋予食品酸味为主要目标食品添加剂,给人爽快感觉,可促进食欲。普通含有防腐效用,又有利于溶快感觉,可促进食欲。普通含有防腐效用,又有利于溶解纤维素及钙、磷等物质,帮助消化,增加营养解纤维素及钙、磷等物质,帮助消化,增加营养2.2.鲜味剂鲜味剂 能增强食品风味食品添加剂。按化学性质主要分为能增强食品风味食品添加剂。按化学性质主要分为两类。两
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- 生物技术 食品 中的 应用 公共课 一等奖 全国 获奖 课件
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