食品生物技術(shù)導(dǎo)論培訓(xùn)課件

1、食品生物技術(shù)導(dǎo)論食品生物技術(shù)導(dǎo)論主編：羅云波 研究人員培育的“超級(jí)水稻”在產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量?jī)煞矫婢鶅?yōu)于尋常品種 糧 食 聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織水稻研究所（菲，馬尼拉） 綠色革命在稻穗下乘涼是我的一個(gè)夢(mèng)在稻穗下乘涼是我的一個(gè)夢(mèng),水稻產(chǎn)量還有好大的潛力水稻產(chǎn)量還有好大的潛力 我現(xiàn)在有三個(gè)愿望：第一個(gè)就是超級(jí)稻向第三級(jí)超級(jí)稻攻關(guān)，2010年大面積的使用。第二個(gè)實(shí)施“種三產(chǎn)四”的豐產(chǎn)工程，五年之內(nèi)在六千萬畝的土地上生產(chǎn)出八千萬畝土地的糧食。第三個(gè)愿望，把雜交稻推向其他國(guó)家，走向世界。 超級(jí)雜交稻高產(chǎn)攻關(guān)取得重大突破，畝產(chǎn)900公斤的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)食品生物技術(shù) 彭志英主編 中國(guó)輕工業(yè)出版社現(xiàn)代生物技術(shù)導(dǎo)論 瞿禮嘉等主

2、編 高等教育出版社現(xiàn)代生物技術(shù)概論 何忠效等主編 北京師范大學(xué)出版社生命科學(xué)概論 萬海青主編 化學(xué)工業(yè)出版社 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人民對(duì)食品的組成、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感平的不斷提高，人民對(duì)食品的組成、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感官的要求也越來越高。食品工業(yè)已不再是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)官的要求也越來越高。食品工業(yè)已不再是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)食品的概念，工業(yè)食品將在人們的日常生活中占據(jù)食品的概念，工業(yè)食品將在人們的日常生活中占據(jù)重要的地位。在這一進(jìn)程中，生物技術(shù)已顯露鋒芒。重要的地位。在這一進(jìn)程中，生物技術(shù)已顯露鋒芒。尤其是近尤其是近30年來，細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等

3、領(lǐng)域年來，細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等領(lǐng)域在理論與方法上的突飛猛進(jìn)，以及當(dāng)代較高水平的在理論與方法上的突飛猛進(jìn)，以及當(dāng)代較高水平的科學(xué)技術(shù)背景和社會(huì)的需求，推動(dòng)、促進(jìn)了生物技科學(xué)技術(shù)背景和社會(huì)的需求，推動(dòng)、促進(jìn)了生物技術(shù)從傳統(tǒng)技術(shù)轉(zhuǎn)化為高技術(shù)，并形成了現(xiàn)代生物技術(shù)從傳統(tǒng)技術(shù)轉(zhuǎn)化為高技術(shù)，并形成了現(xiàn)代生物技術(shù)這一高科技領(lǐng)域，由此為食品工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步注術(shù)這一高科技領(lǐng)域，由此為食品工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步注入了新的活力。入了新的活力。生物技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用了幾個(gè)世紀(jì)，傳統(tǒng)上集中地用于生產(chǎn)多種食品，如面包、奶酪、啤酒、葡萄酒以及醬油、米酒和發(fā)酵的乳制品。在“八五”期間我國(guó)完成了180多個(gè)生物技術(shù)在食品領(lǐng)域中應(yīng)用研究的攻

4、關(guān)項(xiàng)目，并取得了重大成果。目前國(guó)際市場(chǎng)上以生物技術(shù)為基礎(chǔ)的食品工業(yè)產(chǎn)值占食品工業(yè)總產(chǎn)值15以上。2002年5月，國(guó)家計(jì)委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和農(nóng)業(yè)部聯(lián)合頒布了全國(guó)食品工業(yè)“十五”發(fā)展規(guī)劃，提出了食品工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)及主要方向，其中依賴于生物技術(shù)的領(lǐng)域有：釀酒行業(yè)釀酒行業(yè)21世紀(jì)釀酒工業(yè)的發(fā)展方向是：（1）產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、低度和多品種，生產(chǎn)過程低消耗、少污染和高效益。（2）整個(gè)酒類行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要以節(jié)糧和滿足消費(fèi)為目標(biāo)，進(jìn)行普通酒向優(yōu)質(zhì)酒、高度酒向低度酒、蒸餾酒向釀造酒以及糧食酒向水果酒的轉(zhuǎn)變。這些發(fā)展完全是以生物技術(shù)為基礎(chǔ)的。發(fā)酵制品行業(yè)發(fā)酵制品行業(yè)采用現(xiàn)代生物技術(shù)可以調(diào)整發(fā)酵制品行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)因地制宜

5、、經(jīng)濟(jì)合理地選用原料；可以改進(jìn)發(fā)酵工藝，降低生產(chǎn)成本，提高質(zhì)量和得率；可以加強(qiáng)綜合利用，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。食品添加劑行業(yè)食品添加劑行業(yè)生物技術(shù)是發(fā)展天然、營(yíng)養(yǎng)、多功能且安全可靠的食品添加劑，以及提高食品添加劑質(zhì)量、擴(kuò)大食品添加劑應(yīng)用領(lǐng)域的根本保證。生物技術(shù)在食品工業(yè)中的作用表現(xiàn)在生物技術(shù)在食品工業(yè)中的作用表現(xiàn)在4個(gè)方面：個(gè)方面：一是食品原料和微生物的改良，提高食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及加工性能；二是生產(chǎn)各種功能食品有效成分、新型食品和食品添加劑；三是可直接應(yīng)用于食品生產(chǎn)過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化；四是工業(yè)化生產(chǎn)預(yù)定的食品或食品的功能成分。此外，在食品生產(chǎn)相關(guān)領(lǐng)域，如食品包裝、食品檢測(cè)等方面，生物技術(shù)也得到越來越廣泛的應(yīng)

6、用。第一章第一章 緒論緒論一、一、食品生物技術(shù)的基本概念與發(fā)展中的重大食品生物技術(shù)的基本概念與發(fā)展中的重大歷史事件歷史事件二、二、食品生物技術(shù)研究的內(nèi)容食品生物技術(shù)研究的內(nèi)容 三三、食品生物技術(shù)在食品工業(yè)發(fā)展中的地位和、食品生物技術(shù)在食品工業(yè)發(fā)展中的地位和作用作用 四、四、食品生物技術(shù)研究和應(yīng)用進(jìn)展與展望食品生物技術(shù)研究和應(yīng)用進(jìn)展與展望 一、一、食品生物技術(shù)的基本概念與發(fā)展中食品生物技術(shù)的基本概念與發(fā)展中的重大歷史事件的重大歷史事件（一）（一） 食品生物技術(shù)的基本概念食品生物技術(shù)的基本概念 生物技術(shù)最初由匈牙利工程師生物技術(shù)最初由匈牙利工程師Karl.Ereky于于1917年提出。含義指利用生

7、物將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品。年提出。含義指利用生物將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品。 現(xiàn)在的含義現(xiàn)在的含義:指應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)的原理，依指應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)的原理，依靠微生物、動(dòng)植物體作為反應(yīng)器，將物料進(jìn)行加工以靠微生物、動(dòng)植物體作為反應(yīng)器，將物料進(jìn)行加工以提供產(chǎn)品來為社會(huì)服務(wù)的技術(shù)。提供產(chǎn)品來為社會(huì)服務(wù)的技術(shù)。 食品生物技術(shù)食品生物技術(shù)( (food biotechnology)food biotechnology) : :是指以現(xiàn)代生命科學(xué)的研究成果為基礎(chǔ)，結(jié)是指以現(xiàn)代生命科學(xué)的研究成果為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代工程技術(shù)手段和其他學(xué)科的研究成果，合現(xiàn)代工程技術(shù)手段和其他學(xué)科的研究成果，用全新的方法和手段設(shè)計(jì)新型的

8、食品和食品用全新的方法和手段設(shè)計(jì)新型的食品和食品原料。原料。 n現(xiàn)代食品生物技術(shù)是建立在眾多學(xué)科基礎(chǔ)上的?，F(xiàn)代食品生物技術(shù)是建立在眾多學(xué)科基礎(chǔ)上的。工程倫理以以分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)、生分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)、生物物理學(xué)、遺傳學(xué)、食品營(yíng)養(yǎng)與理學(xué)、生物化學(xué)、生物物理學(xué)、遺傳學(xué)、食品營(yíng)養(yǎng)與毒理學(xué)毒理學(xué)等幾乎所有生物學(xué)科的次級(jí)學(xué)科為支撐，同時(shí)等幾乎所有生物學(xué)科的次級(jí)學(xué)科為支撐，同時(shí)又結(jié)合信息學(xué)、電子學(xué)、化學(xué)工程、社會(huì)倫理學(xué)等非又結(jié)合信息學(xué)、電子學(xué)、化學(xué)工程、社會(huì)倫理學(xué)等非生物學(xué)科，從而形成一門多學(xué)科相互滲透的綜合性學(xué)生物學(xué)科，從而形成一門多學(xué)科相

9、互滲透的綜合性學(xué)科。科。n研究?jī)?nèi)容：研究?jī)?nèi)容：基因工程基因工程細(xì)胞工程細(xì)胞工程酶工程酶工程發(fā)酵工程發(fā)酵工程蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程生物工程下游技術(shù)生物工程下游技術(shù)現(xiàn)代分子檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)代分子檢測(cè)技術(shù) （二）食品生物技術(shù)發(fā)展中的重大歷史事件二）食品生物技術(shù)發(fā)展中的重大歷史事件 公元前公元前60006000年，古埃及人和古巴比侖人用年，古埃及人和古巴比侖人用微生物發(fā)酵產(chǎn)生酒精，并釀造啤酒。我國(guó)在微生物發(fā)酵產(chǎn)生酒精，并釀造啤酒。我國(guó)在石器時(shí)代后期，用谷物釀酒。石器時(shí)代后期，用谷物釀酒。 公元前公元前40004000年，古埃及人用酵母菌發(fā)酵生年，古埃及人用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)面包。產(chǎn)面包。 公元前公元前221221

10、年，周代后期我國(guó)人民就能制作年，周代后期我國(guó)人民就能制作豆腐、醬油和醋。豆腐、醬油和醋。 18651865年孟德爾年孟德爾( (Gregor MendalGregor Mendal) )利用豌豆做育種實(shí)利用豌豆做育種實(shí)驗(yàn)，建立了孟德爾遺傳規(guī)律學(xué)說驗(yàn)，建立了孟德爾遺傳規(guī)律學(xué)說19091909年摩爾根年摩爾根( (Thomas Hunt Morgan)Thomas Hunt Morgan)利用果利用果蠅做遺傳實(shí)驗(yàn)，建立了基因?qū)W說，成為首位獲蠅做遺傳實(shí)驗(yàn)，建立了基因?qū)W說，成為首位獲諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)的遺傳學(xué)家。諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)的遺傳學(xué)家。 2020世紀(jì)初產(chǎn)生了遺傳育種學(xué)，并在世紀(jì)初產(chǎn)生了遺傳育

11、種學(xué)，并在6060年代取年代取得了輝煌的成就，被譽(yù)為第一次綠色革命。得了輝煌的成就，被譽(yù)為第一次綠色革命。 18851885年巴斯德年巴斯德( (LouisPasteurLouisPasteur) )首先證實(shí)發(fā)酵首先證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的，并建立了微生物純種培是由微生物引起的，并建立了微生物純種培養(yǎng)技術(shù)，從而養(yǎng)技術(shù)，從而為發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展提供了理論為發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)基礎(chǔ) . .2020世紀(jì)世紀(jì)2020年代，工業(yè)生產(chǎn)開始采用大規(guī)模的年代，工業(yè)生產(chǎn)開始采用大規(guī)模的純種培養(yǎng)技術(shù)發(fā)酵生產(chǎn)丙酮和丁醇。純種培養(yǎng)技術(shù)發(fā)酵生產(chǎn)丙酮和丁醇。同時(shí)代，同時(shí)代，F(xiàn)lemingFleming發(fā)現(xiàn)了青霉菌可以

12、產(chǎn)生青霉發(fā)現(xiàn)了青霉菌可以產(chǎn)生青霉素，并可用于人類疾病的治療。隨著青霉素大素，并可用于人類疾病的治療。隨著青霉素大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)，使發(fā)酵工業(yè)和酶制劑工業(yè)開始規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)，使發(fā)酵工業(yè)和酶制劑工業(yè)開始大量涌現(xiàn)。大量涌現(xiàn)。 從食品生物技術(shù)發(fā)展的階段來看，在這以前的食品生物技從食品生物技術(shù)發(fā)展的階段來看，在這以前的食品生物技術(shù)應(yīng)該是傳統(tǒng)意義上的食品生物技術(shù)。術(shù)應(yīng)該是傳統(tǒng)意義上的食品生物技術(shù)。19531953年沃森年沃森( (WastonWaston) )和克里克和克里克( (Crick)Crick) 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)了了DNADNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，奠定了現(xiàn)代分子生物學(xué)的雙螺旋結(jié)構(gòu)，奠定了現(xiàn)代分子生物學(xué)研究的基礎(chǔ)。研

13、究的基礎(chǔ)。華生和克里克在討論DNA雙螺旋模型19651965年，法國(guó)科學(xué)家年，法國(guó)科學(xué)家JacobJacob和和MonodMonod提出了乳提出了乳糖操縱子學(xué)說，開創(chuàng)了基因表達(dá)調(diào)控研究的糖操縱子學(xué)說，開創(chuàng)了基因表達(dá)調(diào)控研究的先河。先河。此外，他們還提出了在核酸分子中還存在一此外，他們還提出了在核酸分子中還存在一種與染色體脫氧核糖核酸序列互補(bǔ)的，能把種與染色體脫氧核糖核酸序列互補(bǔ)的，能把遺傳信息帶到蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所并翻譯成蛋白遺傳信息帶到蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所并翻譯成蛋白質(zhì)的信使核糖核酸質(zhì)的信使核糖核酸mRNAmRNA分子，這一學(xué)說對(duì)分分子，這一學(xué)說對(duì)分子生物學(xué)的發(fā)展起到了極其重要的作用。子生物學(xué)的發(fā)展起

14、到了極其重要的作用。 19691969年，美國(guó)科學(xué)家年，美國(guó)科學(xué)家NirenbergNirenberg由于在破譯了由于在破譯了DNADNA的密碼。的密碼。HollyHolly的主要功績(jī)?cè)谟陉U明了的主要功績(jī)?cè)谟陉U明了酵母丙氨酸酵母丙氨酸t(yī)RNAtRNA的核的核苷酸序列苷酸序列，并證實(shí)所有的，并證實(shí)所有的tRNAtRNA在結(jié)構(gòu)上的相似性在結(jié)構(gòu)上的相似性；KhoranaKhorana則是第一個(gè)則是第一個(gè)合成核酸分子，并且人工復(fù)制合成核酸分子，并且人工復(fù)制了酵母基因。了酵母基因。2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代末，斯坦福大學(xué)的生物化學(xué)教授年代末，斯坦福大學(xué)的生物化學(xué)教授PaulBergPaulBerg將來

15、將來噬菌體噬菌體DNADNA 和猴病毒和猴病毒SV40SV40的的DNADNA連連接起來，獲得了世界第一例重組接起來，獲得了世界第一例重組DNADNA。19721972年美國(guó)加州大學(xué)的年美國(guó)加州大學(xué)的BoyerBoyer實(shí)驗(yàn)室從大腸桿菌實(shí)驗(yàn)室從大腸桿菌中分離出一種新的核酸酶中分離出一種新的核酸酶EcoRIEcoRI，它可以在它可以在DNADNA特特定的位置將定的位置將DNADNA切斷，這種新的核酸酶就是切斷，這種新的核酸酶就是限制性限制性內(nèi)切酶內(nèi)切酶. . 19771977年年SangerSanger設(shè)計(jì)出了一種測(cè)定設(shè)計(jì)出了一種測(cè)定DNADNA分子內(nèi)核苷分子內(nèi)核苷酸序列的方法，即雙脫氧法；酸序

16、列的方法，即雙脫氧法； 同年，同年，MaxamMaxam和和GilbertGilbert也發(fā)明了一種用化學(xué)方法測(cè)定也發(fā)明了一種用化學(xué)方法測(cè)定DNADNA分子內(nèi)分子內(nèi)核苷酸序列的方法。核苷酸序列的方法。他們于他們于19801980年獲得了諾貝爾年獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。 19781978年，胰島素在大腸桿菌中表達(dá)成功。年，胰島素在大腸桿菌中表達(dá)成功。第一個(gè)基因重組產(chǎn)品，也第一個(gè)基因工程藥物人胰島素于1982年在美國(guó)問世我國(guó)第一個(gè)基因工程藥物干擾素-1b于1989年上市 19841984年德國(guó)人年德國(guó)人KohlerKohler、美國(guó)人美國(guó)人MilsteinMilstein和和丹

17、麥人丹麥人JerneJerne由于發(fā)展了由于發(fā)展了單克隆抗體技術(shù)單克隆抗體技術(shù)，完，完善了善了極微量蛋白質(zhì)的檢測(cè)技術(shù)極微量蛋白質(zhì)的檢測(cè)技術(shù) 19861986年美國(guó)科學(xué)家年美國(guó)科學(xué)家MullisMullis發(fā)明了聚合酶鏈?zhǔn)椒窗l(fā)明了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)（應(yīng)技術(shù)（PolymeraseChainReactionPolymeraseChainReaction，PCR)PCR)，該該技術(shù)為分子檢測(cè)、基因突變、基因工程提供了有技術(shù)為分子檢測(cè)、基因突變、基因工程提供了有力的操作工具，成為分子生物學(xué)、基因工程和現(xiàn)力的操作工具，成為分子生物學(xué)、基因工程和現(xiàn)代分子檢測(cè)最常用的工具之一。代分子檢測(cè)最常用的工具之一。l標(biāo)

18、準(zhǔn)的PCR過程分為三步：1.1.DNADNA變性（變性（90-9690-96）：雙鏈）：雙鏈DNADNA模板在熱作用下，模板在熱作用下， 氫鍵斷裂，形成單鏈氫鍵斷裂，形成單鏈DNADNA2.2.退火（退火（25-6525-65）：系統(tǒng)溫度降低，引物與）：系統(tǒng)溫度降低，引物與DNADNA模板模板結(jié)合，形成局部雙鏈。結(jié)合，形成局部雙鏈。3.3.延伸（延伸（70-7570-75）：在）：在Taq DNATaq DNA聚合酶（在聚合酶（在7272左右左右最佳的活性）的作用下，以最佳的活性）的作用下，以dNTPdNTP為原料，從引物的為原料，從引物的55端端33端延伸，合成與模板互補(bǔ)的端延伸，合成與模板

19、互補(bǔ)的DNADNA鏈。鏈。每一循環(huán)經(jīng)過變性、退火和延伸，每一循環(huán)經(jīng)過變性、退火和延伸，DNADNA含量既增加一倍。含量既增加一倍。19971997年，第一只體細(xì)胞克隆羊年，第一只體細(xì)胞克隆羊- -多莉在英國(guó)多莉在英國(guó)羅斯林研究所誕生。羅斯林研究所誕生。 克隆羊多莉死了！培育出這只世界上第一例體細(xì)胞克隆動(dòng)物的蘇格蘭羅斯林研究所2003年2月14日向外界宣布了這一令人心痛的消息。多莉因早衰并患有進(jìn)行性肺炎，已經(jīng)病入膏肓，研 究人員不忍視其痛苦地等待死亡，無奈之下為多莉?qū)嵤┝税矘匪?。多莉只?歲，壽命僅相當(dāng)于普通羊的一半。多莉的悲劇再次引發(fā)了有關(guān)克隆技術(shù)的爭(zhēng)議。 自從自從19971997以后，以后，

20、“克隆克隆”一詞就像電波一一詞就像電波一樣，立即傳遍世界各地，各種克隆動(dòng)物，比如樣，立即傳遍世界各地，各種克隆動(dòng)物，比如克隆鼠、克隆牛、克隆猴、克隆豬、克隆貓和克隆鼠、克隆牛、克隆猴、克隆豬、克隆貓和克隆兔等，也如雨后春筍般地紛紛問世，而瀕克隆兔等，也如雨后春筍般地紛紛問世，而瀕危的大熊貓、絕種的印度獵豹，甚至只存在于危的大熊貓、絕種的印度獵豹，甚至只存在于考古記錄中的哺乳動(dòng)物猛犸等，科學(xué)家也都想考古記錄中的哺乳動(dòng)物猛犸等，科學(xué)家也都想嘗試克隆一下嘗試克隆一下。韓國(guó)研究人員韓國(guó)研究人員20082008年年9 9月月4 4日表示，世界上第日表示，世界上第一只克隆狗一只克隆狗“斯納皮斯納皮”(sn

21、uppy)(snuppy)做父親了。做父親了。首爾國(guó)立大學(xué)的一個(gè)科研組在聲明中說，通首爾國(guó)立大學(xué)的一個(gè)科研組在聲明中說，通過人工授精方法，這只阿富汗獵犬成功使兩過人工授精方法，這只阿富汗獵犬成功使兩只相同品種的克隆母狗受孕。只相同品種的克隆母狗受孕。該科研組的領(lǐng)導(dǎo)者告訴記者說：該科研組的領(lǐng)導(dǎo)者告訴記者說：“克隆狗生克隆狗生育小狗崽，這在世界上還是第一次。育小狗崽，這在世界上還是第一次?！? 5月月1414日和日和1818日，兩只母狗共生下日，兩只母狗共生下1010只小狗，其中只小狗，其中一只狗崽在出生后不久死亡，其余一只狗崽在出生后不久死亡，其余9 9只非常健只非常健康。李說：康。李說：“這展

22、現(xiàn)了克隆狗的生殖能力。這展現(xiàn)了克隆狗的生殖能力。”該科研組計(jì)劃利用這些小狗崽實(shí)施類似的繁殖該科研組計(jì)劃利用這些小狗崽實(shí)施類似的繁殖試驗(yàn)。利用克隆狗繁殖后代的方法，試驗(yàn)。利用克隆狗繁殖后代的方法，“為克隆為克隆嗅探犬和導(dǎo)盲犬開辟了一條新途徑。要經(jīng)過特嗅探犬和導(dǎo)盲犬開辟了一條新途徑。要經(jīng)過特殊訓(xùn)練成為嗅探犬或?qū)と墓罚仨毥邮芙^殊訓(xùn)練成為嗅探犬或?qū)と墓?，必須接受絕育手術(shù)，因?yàn)檫@些狗一旦生育，就會(huì)喪失嗅探育手術(shù)，因?yàn)檫@些狗一旦生育，就會(huì)喪失嗅探或?qū)さ哪芰Α；驅(qū)さ哪芰?。”二、食品生物技術(shù)的研究?jī)?nèi)容二、食品生物技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（一）基因工程（一）基因工程 又名分子克隆，又名分子克隆， DNADN

23、A重組技術(shù)。重組技術(shù)。n概念：概念：運(yùn)用酶學(xué)方法，將外源基因與載體運(yùn)用酶學(xué)方法，將外源基因與載體DNADNA在體外進(jìn)行重組，將形成的重組在體外進(jìn)行重組，將形成的重組DNADNA轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞，使外源基因在其中復(fù)制表達(dá)，從受體細(xì)胞，使外源基因在其中復(fù)制表達(dá)，從而改造生物特性，生產(chǎn)出人類所需要的產(chǎn)物而改造生物特性，生產(chǎn)出人類所需要的產(chǎn)物的高新技術(shù)。的高新技術(shù)。n基因工程的步驟：基因工程的步驟：獲得目的基因；獲得目的基因；將目的基因與載體連接形成重組將目的基因與載體連接形成重組DNADNA；將重組將重組DNADNA導(dǎo)入受體細(xì)胞；導(dǎo)入受體細(xì)胞；篩選出能表達(dá)目的基因的受體細(xì)胞篩選出能表達(dá)目的基因的受體

24、細(xì)胞第一例基因工程實(shí)驗(yàn)l定義：應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的方法，通定義：應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的方法，通過類似于工程學(xué)的步驟，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器過類似于工程學(xué)的步驟，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)水平上，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)以獲得新型生物或一定細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合性科學(xué)以獲得新型生物或一定細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合性科學(xué)技術(shù)。技術(shù)。（二）細(xì)胞工程（二）細(xì)胞工程 n細(xì)胞工程研究的內(nèi)容按其技術(shù)可分為細(xì)胞工程研究的內(nèi)容按其技術(shù)可分為8 8大類：大類：8 8、染色體工程技術(shù)、染色體工程技術(shù) 1 1、組織與細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、組織與細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)2 2、細(xì)胞大量

25、培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞大量培養(yǎng)技術(shù)3 3、細(xì)胞器移植技術(shù)、細(xì)胞器移植技術(shù)4 4、DNADNA重組技術(shù)重組技術(shù)5 5、外源基因?qū)爰夹g(shù)、外源基因?qū)爰夹g(shù)6 6、細(xì)胞融合技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)7 7、體外受精和胚胎移植技術(shù)、體外受精和胚胎移植技術(shù)l動(dòng)物細(xì)胞工程包括：細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)（包括組織培動(dòng)物細(xì)胞工程包括：細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)（包括組織培養(yǎng)、器官培養(yǎng)）；細(xì)胞融合技術(shù)；胚胎工程技術(shù)養(yǎng)、器官培養(yǎng)）；細(xì)胞融合技術(shù)；胚胎工程技術(shù) （核移植、胚胎分割等）；克隆技術(shù)（單細(xì)胞系克（核移植、胚胎分割等）；克隆技術(shù)（單細(xì)胞系克隆、器官克隆、個(gè)體克?。?。隆、器官克隆、個(gè)體克?。植物細(xì)胞工程包括：植物組織、器官培養(yǎng)技術(shù)；植物細(xì)胞工程包

26、括：植物組織、器官培養(yǎng)技術(shù)；細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)；原生質(zhì)體融合與培養(yǎng)技術(shù)；亞細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)；原生質(zhì)體融合與培養(yǎng)技術(shù)；亞細(xì)胞水平的操作技術(shù)等。水平的操作技術(shù)等。n按生物種類可以分為：按生物種類可以分為：植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程微生物細(xì)胞工程。微生物細(xì)胞工程。 目前，目前，植物細(xì)胞培養(yǎng)植物細(xì)胞培養(yǎng)已成為食品生物技術(shù)研究的已成為食品生物技術(shù)研究的熱點(diǎn)，在熱點(diǎn)，在食用天然色素、植物次生代謝產(chǎn)物食用天然色素、植物次生代謝產(chǎn)物中對(duì)人中對(duì)人體健康有益的功能因子等方面已開展了廣泛的研究。體健康有益的功能因子等方面已開展了廣泛的研究。如人參細(xì)胞培養(yǎng)，得到的活性人參細(xì)胞粉，既是保如人參細(xì)胞培養(yǎng)，

27、得到的活性人參細(xì)胞粉，既是保健食品的原料，也可作為藥材，其中除含有人參皂健食品的原料，也可作為藥材，其中除含有人參皂甙外，還含有酶類及其他活性成分，其保健作用優(yōu)甙外，還含有酶類及其他活性成分，其保健作用優(yōu)于天然人參。于天然人參。此外，對(duì)紫草細(xì)胞、朝天椒細(xì)胞、甘草細(xì)胞、熏衣此外，對(duì)紫草細(xì)胞、朝天椒細(xì)胞、甘草細(xì)胞、熏衣草細(xì)胞、薄荷細(xì)胞、苦瓜細(xì)胞等進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，研草細(xì)胞、薄荷細(xì)胞、苦瓜細(xì)胞等進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，研究從這些細(xì)胞中提取可用作究從這些細(xì)胞中提取可用作色素、香精、甜味劑、色素、香精、甜味劑、代謝調(diào)節(jié)物的天然產(chǎn)物。代謝調(diào)節(jié)物的天然產(chǎn)物。 我國(guó)的童弟周教授早在我國(guó)的童弟周教授早在2020世紀(jì)世紀(jì)606

28、0年代就開展魚年代就開展魚類核移植工作，并得到了雜種魚。類核移植工作，并得到了雜種魚。 1981 1981年年IllmensesIllmenses用小鼠幼胚細(xì)胞核克隆出正常用小鼠幼胚細(xì)胞核克隆出正常小鼠。到了小鼠。到了2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代，利用幼胚細(xì)胞核克隆年代，利用幼胚細(xì)胞核克隆動(dòng)物的技術(shù)基本成熟。動(dòng)物的技術(shù)基本成熟。19971997年英國(guó)羅斯林年英國(guó)羅斯林( (RoslinRoslin) )研究所利用羊的乳腺研究所利用羊的乳腺細(xì)胞細(xì)胞核克隆出一頭羊細(xì)胞細(xì)胞核克隆出一頭羊( (多莉，多莉，Dolly)Dolly)，揭開了揭開了人類用體細(xì)胞克隆動(dòng)物的新時(shí)代。人類用體細(xì)胞克隆動(dòng)物的新時(shí)代

29、。（1 1） 遺傳物質(zhì)完全一致的克隆動(dòng)物將更有遺傳物質(zhì)完全一致的克隆動(dòng)物將更有利于人們開展對(duì)生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老和健康等利于人們開展對(duì)生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老和健康等機(jī)理的研究；機(jī)理的研究；（2 2）有利于大量培養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的家畜；）有利于大量培養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的家畜；（3 3）克隆轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，可以降低研究費(fèi)用，）克隆轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，可以降低研究費(fèi)用，提高成功率，縮短大量繁殖轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的生提高成功率，縮短大量繁殖轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的生產(chǎn)周期；產(chǎn)周期；（4 4）推進(jìn)了同種克隆向異種克隆的轉(zhuǎn)化，）推進(jìn)了同種克隆向異種克隆的轉(zhuǎn)化，對(duì)保護(hù)瀕臨滅絕的動(dòng)物具有重要意義。對(duì)保護(hù)瀕臨滅絕的動(dòng)物具有重要意義。 n克隆技術(shù)的應(yīng)用前景克隆技術(shù)的應(yīng)

30、用前景（三）蛋白質(zhì)工程（三）蛋白質(zhì)工程n概念概念：是是通過對(duì)蛋白質(zhì)化學(xué)、蛋白質(zhì)晶體學(xué)和動(dòng)力通過對(duì)蛋白質(zhì)化學(xué)、蛋白質(zhì)晶體學(xué)和動(dòng)力學(xué)的研究，獲得有關(guān)蛋白質(zhì)理化特性和分子特性的信學(xué)的研究，獲得有關(guān)蛋白質(zhì)理化特性和分子特性的信息，在此基礎(chǔ)上對(duì)編碼蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行有目的的設(shè)息，在此基礎(chǔ)上對(duì)編碼蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行有目的的設(shè)計(jì)改造，計(jì)改造，以便獲得更適合人類需要的蛋白質(zhì)產(chǎn)品的技以便獲得更適合人類需要的蛋白質(zhì)產(chǎn)品的技術(shù)。術(shù)。通過改變酶促反應(yīng)的通過改變酶促反應(yīng)的KmKm和和VmaxVmax提高催化效率。提高催化效率。 通過改變蛋白質(zhì)對(duì)酸堿和溫度穩(wěn)定的適應(yīng)范通過改變蛋白質(zhì)對(duì)酸堿和溫度穩(wěn)定的適應(yīng)范圍，拓寬蛋白質(zhì)的應(yīng)用

31、范圍。圍，拓寬蛋白質(zhì)的應(yīng)用范圍。 改變酶在非水溶劑中的反應(yīng)性，可使蛋白在改變酶在非水溶劑中的反應(yīng)性，可使蛋白在非生理?xiàng)l件下作用；非生理?xiàng)l件下作用； 減少酶對(duì)輔助因子的需求，簡(jiǎn)化持續(xù)生產(chǎn)的減少酶對(duì)輔助因子的需求，簡(jiǎn)化持續(xù)生產(chǎn)的過程。過程。 增加酶對(duì)底物的親和力，以增加酶的專一性，增加酶對(duì)底物的親和力，以增加酶的專一性，減少不必要的副反應(yīng)。減少不必要的副反應(yīng)。 n蛋白質(zhì)工程的主要研究?jī)?nèi)容蛋白質(zhì)工程的主要研究?jī)?nèi)容提高對(duì)蛋白酶的抗性，可以簡(jiǎn)化純化過程，提高對(duì)蛋白酶的抗性，可以簡(jiǎn)化純化過程，提高產(chǎn)率。提高產(chǎn)率。 改變酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)部位，減少反饋抑制，提改變酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)部位，減少反饋抑制，提高產(chǎn)物產(chǎn)率。高產(chǎn)

32、物產(chǎn)率。 提高蛋白的抗氧化能力。提高蛋白的抗氧化能力。 改變酶對(duì)底物的專一性。改變酶對(duì)底物的專一性。 改變蛋白發(fā)生作用的種屬特異性。改變蛋白發(fā)生作用的種屬特異性。 總之蛋白質(zhì)工程研究?jī)?nèi)容可歸納為：總之蛋白質(zhì)工程研究?jī)?nèi)容可歸納為：基因水平上的蛋白質(zhì)改造；蛋白質(zhì)修飾基因水平上的蛋白質(zhì)改造；蛋白質(zhì)修飾n概念：就是將酶或者微生物細(xì)胞、動(dòng)植物概念：就是將酶或者微生物細(xì)胞、動(dòng)植物細(xì)胞等放在一定的生物反應(yīng)裝置中，利用酶細(xì)胞等放在一定的生物反應(yīng)裝置中，利用酶所具有的生物催化功能所具有的生物催化功能,借助工程手段將相應(yīng)借助工程手段將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)的一門的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)的一門科學(xué)技術(shù)科學(xué)技術(shù)（四）（

33、四） 酶工程酶工程(enzyme engineering)n研究?jī)?nèi)容包括：研究?jī)?nèi)容包括：l自然界中新酶的開發(fā)和生產(chǎn)自然界中新酶的開發(fā)和生產(chǎn)l酶分子的修飾酶分子的修飾l酶的分離純化技術(shù)酶的分離純化技術(shù)l酶的固定化技術(shù)酶的固定化技術(shù)l酶反應(yīng)器酶反應(yīng)器l酶生物傳感器酶生物傳感器在食品工業(yè)領(lǐng)域，酶制劑占有非常重要的地在食品工業(yè)領(lǐng)域，酶制劑占有非常重要的地位。食品的制造、食品添加劑的生產(chǎn)都離不位。食品的制造、食品添加劑的生產(chǎn)都離不開酶制劑。開酶制劑。 第一例商品化的轉(zhuǎn)基因食品就是利用重組第一例商品化的轉(zhuǎn)基因食品就是利用重組DNADNA技術(shù)生產(chǎn)的技術(shù)生產(chǎn)的牛凝乳酶。牛凝乳酶。利用利用DNADNA重組技術(shù)，

34、重組技術(shù)，將小牛凝乳酶克隆出來，轉(zhuǎn)入微生物中進(jìn)行將小牛凝乳酶克隆出來，轉(zhuǎn)入微生物中進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，獲得大量酶產(chǎn)品，解決了奶酪工發(fā)酵生產(chǎn)，獲得大量酶產(chǎn)品，解決了奶酪工業(yè)的一大難題。業(yè)的一大難題。 ( (五五) 發(fā)酵工程發(fā)酵工程 l概念：利用微生物的特定性狀，通過現(xiàn)代工程概念：利用微生物的特定性狀，通過現(xiàn)代工程技術(shù)手段，在生物反應(yīng)器中生產(chǎn)有用物質(zhì)的一技術(shù)手段，在生物反應(yīng)器中生產(chǎn)有用物質(zhì)的一種技術(shù)。種技術(shù)。n主要研究?jī)?nèi)容主要研究?jī)?nèi)容:l菌種選育菌種選育; ;l菌體生產(chǎn)菌體生產(chǎn); ;l代謝產(chǎn)物的發(fā)酵代謝產(chǎn)物的發(fā)酵; ;l微生物機(jī)能的利用微生物機(jī)能的利用（六）生物工程下游技術(shù)（六）生物工程下游技術(shù) 定義：

35、定義：指將發(fā)酵工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和細(xì)指將發(fā)酵工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和細(xì)胞工程生產(chǎn)的生物原料，經(jīng)過提取、分離、純化、胞工程生產(chǎn)的生物原料，經(jīng)過提取、分離、純化、加工等步驟，最終形成產(chǎn)品的技術(shù)。加工等步驟，最終形成產(chǎn)品的技術(shù)。 （七）現(xiàn)代分子檢測(cè)技術(shù)（七）現(xiàn)代分子檢測(cè)技術(shù) 現(xiàn)代分子檢測(cè)技術(shù)是建立在現(xiàn)代分子生物學(xué)、免現(xiàn)代分子檢測(cè)技術(shù)是建立在現(xiàn)代分子生物學(xué)、免疫學(xué)、微電子技術(shù)、多種分離技術(shù)、探測(cè)技術(shù)、信息疫學(xué)、微電子技術(shù)、多種分離技術(shù)、探測(cè)技術(shù)、信息技術(shù)等多門學(xué)科基礎(chǔ)上的一門檢測(cè)技術(shù)。技術(shù)等多門學(xué)科基礎(chǔ)上的一門檢測(cè)技術(shù)。 主要包括主要包括：l核酸分子檢測(cè)技術(shù)核酸分子檢測(cè)技術(shù)l蛋白質(zhì)分子檢測(cè)技術(shù)

36、蛋白質(zhì)分子檢測(cè)技術(shù)l生物芯片生物芯片l生物傳感器技術(shù)。生物傳感器技術(shù)。 核酸分子檢測(cè)技術(shù)：核酸分子檢測(cè)技術(shù)：最重要的是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)最重要的是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)（PCRPCR）。）。PCRPCR檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)食品中存在的產(chǎn)毒微生物、以食品為載體檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)食品中存在的產(chǎn)毒微生物、以食品為載體的病原微生物等。的病原微生物等。操作快速、準(zhǔn)確。利用操作快速、準(zhǔn)確。利用PCRPCR技術(shù)檢測(cè)肉毒梭菌、沙門氏菌、技術(shù)檢測(cè)肉毒梭菌、沙門氏菌、單細(xì)胞增生李斯特氏菌。單細(xì)胞增生李斯特氏菌。 蛋白質(zhì)分子檢測(cè)技術(shù)：蛋白質(zhì)分子檢測(cè)技術(shù)：最具代表性的是酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)最具代表性的是酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)技術(shù)（技術(shù)（ ELI

37、SAELISA ）和單克隆抗體技術(shù)。）和單克隆抗體技術(shù)。在食品安全檢測(cè)中，在食品安全檢測(cè)中，ELISAELISA可以對(duì)農(nóng)藥殘留、重金屬殘留、可以對(duì)農(nóng)藥殘留、重金屬殘留、毒性物質(zhì)、轉(zhuǎn)基因食品等方面進(jìn)行快速檢測(cè)。毒性物質(zhì)、轉(zhuǎn)基因食品等方面進(jìn)行快速檢測(cè)。生物芯片生物芯片( (biochip)biochip)技術(shù)：技術(shù)：是把成千上萬乃至幾十萬個(gè)生命是把成千上萬乃至幾十萬個(gè)生命信息集成在一個(gè)很小的芯片上，以達(dá)到對(duì)基因、抗原和活體細(xì)信息集成在一個(gè)很小的芯片上，以達(dá)到對(duì)基因、抗原和活體細(xì)胞等進(jìn)行分析和檢測(cè)。胞等進(jìn)行分析和檢測(cè)。正在研究開發(fā)可以檢測(cè)轉(zhuǎn)基因食品和食品中有害微生物的檢測(cè)正在研究開發(fā)可以檢測(cè)轉(zhuǎn)基因食

38、品和食品中有害微生物的檢測(cè)型生物芯片。型生物芯片。 生物傳感器生物傳感器( (biosensor)biosensor)：將具有化學(xué)識(shí)別功能的生物分子將具有化學(xué)識(shí)別功能的生物分子固定在特定材料上再由換能器、信號(hào)放大器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器等固定在特定材料上再由換能器、信號(hào)放大器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器等組成的分析檢測(cè)系統(tǒng)。組成的分析檢測(cè)系統(tǒng)。分析速度快、操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低，可以進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)和在線分析速度快、操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低，可以進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)和在線分析。分析。已在食品新鮮度、食品口感、食品分析和食品衛(wèi)生檢測(cè)等方已在食品新鮮度、食品口感、食品分析和食品衛(wèi)生檢測(cè)等方面得到了應(yīng)用。面得到了應(yīng)用。 三、食品生物技術(shù)在食品工業(yè)發(fā)展

39、三、食品生物技術(shù)在食品工業(yè)發(fā)展中的地位和作用中的地位和作用 食品生物技術(shù)已涉及到食品工業(yè)的方方面面，從原食品生物技術(shù)已涉及到食品工業(yè)的方方面面，從原料到加工，無處不存在食品生物技術(shù)的痕跡。料到加工，無處不存在食品生物技術(shù)的痕跡。基因工程技術(shù)可以根據(jù)人類的需要人為地設(shè)計(jì)新基因工程技術(shù)可以根據(jù)人類的需要人為地設(shè)計(jì)新型的食品及食品原料。型的食品及食品原料。 發(fā)酵工程在食品工業(yè)中起著舉足輕重的作用發(fā)酵工程在食品工業(yè)中起著舉足輕重的作用。 乳酸桿菌對(duì)乳制品具有許多益處乳酸桿菌對(duì)乳制品具有許多益處：1 1、對(duì)乳制品的保存有益；、對(duì)乳制品的保存有益；2 2、改善乳制品的質(zhì)地與風(fēng)味；、改善乳制品的質(zhì)地與風(fēng)味；

40、3 3、增加乳制品的營(yíng)養(yǎng)。、增加乳制品的營(yíng)養(yǎng)。4 4、對(duì)保持人體腸道微生態(tài)平衡有益。、對(duì)保持人體腸道微生態(tài)平衡有益。 如：酒飲料、谷類發(fā)酵食品、發(fā)酵奶制品、蔬菜如：酒飲料、谷類發(fā)酵食品、發(fā)酵奶制品、蔬菜發(fā)酵制品、發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)酸、氨基酸、維生素、發(fā)酵制品、發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)酸、氨基酸、維生素、調(diào)味品等。調(diào)味品等。食品生產(chǎn)離不開酶的處理。食品生產(chǎn)離不開酶的處理。l淀粉酶：淀粉酶：可以應(yīng)用于糖類的生產(chǎn)，為食品生產(chǎn)提供可以應(yīng)用于糖類的生產(chǎn)，為食品生產(chǎn)提供必不可少的原料；必不可少的原料；l凝乳酶：凝乳酶：應(yīng)用于奶酪的生產(chǎn)，應(yīng)用于奶酪的生產(chǎn)，l果膠酶：果膠酶：應(yīng)用于澄清果汁和啤酒；應(yīng)用于澄清果汁和啤酒；l轉(zhuǎn)谷氨

41、酰胺酶轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶：應(yīng)用于肉制品、乳制品、植物蛋白：應(yīng)用于肉制品、乳制品、植物蛋白制品、焙烤制品等，可以提高食品加工過程中的溶解制品、焙烤制品等，可以提高食品加工過程中的溶解性、酸堿穩(wěn)定性、乳化性、凝膠性，增加食品的風(fēng)味、性、酸堿穩(wěn)定性、乳化性、凝膠性，增加食品的風(fēng)味、口感、組織結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；口感、組織結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；l利用酶解法生產(chǎn)新型低聚糖，為人類增添了可食用利用酶解法生產(chǎn)新型低聚糖，為人類增添了可食用的具有保健功能的糖源。的具有保健功能的糖源。 生物工程下游技術(shù)與食品加工工藝密切相關(guān)的技生物工程下游技術(shù)與食品加工工藝密切相關(guān)的技術(shù)，特別在生產(chǎn)功能性食品中，對(duì)功能因子的提取術(shù)，特別在生產(chǎn)

42、功能性食品中，對(duì)功能因子的提取將會(huì)使生物工程下游技術(shù)得到充分的應(yīng)用。將會(huì)使生物工程下游技術(shù)得到充分的應(yīng)用。 2121世紀(jì)的食品工業(yè)將是建立在現(xiàn)代食品生物世紀(jì)的食品工業(yè)將是建立在現(xiàn)代食品生物技術(shù)和現(xiàn)代食品工程技術(shù)兩大支柱上的一個(gè)全新技術(shù)和現(xiàn)代食品工程技術(shù)兩大支柱上的一個(gè)全新的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。食品工業(yè)領(lǐng)域食品工業(yè)領(lǐng)域基因工程技術(shù)在基因工程技術(shù)在2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代開始在食品工業(yè)年代開始在食品工業(yè)中應(yīng)用，其標(biāo)志是第一例重組中應(yīng)用，其標(biāo)志是第一例重組DNADNA基因工程菌基因工程菌生產(chǎn)的凝乳酶在奶酪工業(yè)的應(yīng)用。生產(chǎn)的凝乳酶在奶酪工業(yè)的應(yīng)用。四、食品生物技術(shù)研究和應(yīng)用進(jìn)展與展望四、食品生物

43、技術(shù)研究和應(yīng)用進(jìn)展與展望 （一）生物技術(shù)研究和應(yīng)用進(jìn)展（一）生物技術(shù)研究和應(yīng)用進(jìn)展 19761976年，世界第一家應(yīng)用重組年，世界第一家應(yīng)用重組DNADNA技術(shù)開發(fā)新藥的公技術(shù)開發(fā)新藥的公司司GenentechGenentech公司成立。公司成立。20002000年全球的生物技術(shù)公司大約有年全球的生物技術(shù)公司大約有30003000多家，其中多家，其中美國(guó)大約有美國(guó)大約有20002000多家，其余的分布在歐洲和日本。多家，其余的分布在歐洲和日本。在在19911991年美國(guó)的現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)品的銷售額為年美國(guó)的現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)品的銷售額為5959億億美元，美元，19961996年達(dá)到年達(dá)到101101

44、億美元，億美元，19971997年達(dá)到年達(dá)到130130億美元，億美元，到到20002000年達(dá)到年達(dá)到500500億美元。億美元。 現(xiàn)代生物制藥與醫(yī)藥領(lǐng)域現(xiàn)代生物制藥與醫(yī)藥領(lǐng)域從發(fā)展現(xiàn)狀看現(xiàn)代生物技術(shù)主要集中從發(fā)展現(xiàn)狀看現(xiàn)代生物技術(shù)主要集中在現(xiàn)代生物制藥、農(nóng)在現(xiàn)代生物制藥、農(nóng)業(yè)及食品、現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)等領(lǐng)域。業(yè)及食品、現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)等領(lǐng)域。20002000年，美國(guó)的年，美國(guó)的20002000多家現(xiàn)代生物技術(shù)公司中有多家現(xiàn)代生物技術(shù)公司中有13001300多家公司從事生物制藥的研究和開發(fā)，占多家公司從事生物制藥的研究和開發(fā)，占6060以上；以上；歐洲有歐洲有700700多家占多家占4343以上。主要

45、利用現(xiàn)代生物技術(shù)以上。主要利用現(xiàn)代生物技術(shù)開發(fā)可用于治療癌癥、心血管疾病、艾滋病、遺傳病開發(fā)可用于治療癌癥、心血管疾病、艾滋病、遺傳病等用常規(guī)方法治療和制藥困難的藥物。等用常規(guī)方法治療和制藥困難的藥物。 醫(yī)藥生物技術(shù)的重點(diǎn)醫(yī)藥生物技術(shù)的重點(diǎn)：應(yīng)用基因工程技術(shù)，從生物細(xì)應(yīng)用基因工程技術(shù)，從生物細(xì)胞內(nèi)獲得所需基因，將其進(jìn)行剪切、拼接、重組，并胞內(nèi)獲得所需基因，將其進(jìn)行剪切、拼接、重組，并轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞，從而生產(chǎn)具有生理活性的蛋白質(zhì)、多轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞，從而生產(chǎn)具有生理活性的蛋白質(zhì)、多肽、酶、疫苗、細(xì)胞因子及單克隆抗體等，產(chǎn)品主要肽、酶、疫苗、細(xì)胞因子及單克隆抗體等，產(chǎn)品主要用于疾病的診斷、治療和預(yù)防。用

46、于疾病的診斷、治療和預(yù)防。 我國(guó)生物技術(shù)醫(yī)藥產(chǎn)品：我國(guó)生物技術(shù)醫(yī)藥產(chǎn)品：起步較晚，基礎(chǔ)較差，但國(guó)起步較晚，基礎(chǔ)較差，但國(guó)家家 863863計(jì)劃將現(xiàn)代生物技術(shù)列為最優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目計(jì)劃將現(xiàn)代生物技術(shù)列為最優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目和和七五七五、八五八五重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。重點(diǎn)是利用現(xiàn)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。重點(diǎn)是利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段，開發(fā)化學(xué)合成方法難以生產(chǎn)的醫(yī)藥代生物技術(shù)手段，開發(fā)化學(xué)合成方法難以生產(chǎn)的醫(yī)藥產(chǎn)品。產(chǎn)品。19931993年年6 6月，中國(guó)生物工程學(xué)會(huì)在北京成立月，中國(guó)生物工程學(xué)會(huì)在北京成立農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用動(dòng)物胚胎移植技術(shù)動(dòng)物胚胎移植技術(shù)：在美國(guó)和加拿大已進(jìn)入實(shí)用：在美國(guó)和加拿大已進(jìn)入實(shí)用化階段，世界上

47、現(xiàn)有化階段，世界上現(xiàn)有200200多家家畜胚胎移植公司，每多家家畜胚胎移植公司，每年僅牛胚胎移植就有年僅牛胚胎移植就有2020萬頭；萬頭；組織培養(yǎng)及快速脫毒技術(shù)組織培養(yǎng)及快速脫毒技術(shù)：開發(fā)出的植物新品種：開發(fā)出的植物新品種有棕櫚、香蕉、甘蔗等幾百種再生植株有棕櫚、香蕉、甘蔗等幾百種再生植株目前實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的包括農(nóng)作物、林木、瓜果、花卉目前實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的包括農(nóng)作物、林木、瓜果、花卉等。通過花藥培養(yǎng)成功的有煙草、水稻、小麥等新等。通過花藥培養(yǎng)成功的有煙草、水稻、小麥等新品種品種。 1993 1993年年CalgeneCalgene公司轉(zhuǎn)反義公司轉(zhuǎn)反義PGPG（多聚半乳糖醛酸（多聚半乳糖醛酸酶）基因的延

48、熟番茄在美國(guó)批準(zhǔn)上市，轉(zhuǎn)基因植物酶）基因的延熟番茄在美國(guó)批準(zhǔn)上市，轉(zhuǎn)基因植物食品原料的種植面積迅速增加。食品原料的種植面積迅速增加。19961996年年170170萬萬hmhm2 2，20012001年年5 5 260260萬萬hmhm2，種植面積增種植面積增加了加了3030倍，倍，6 6年累計(jì)種植面積為年累計(jì)種植面積為1 1億億7 7 720720萬萬hmhm2 2。經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)效益20012001年近年近4040億美元。億美元。20052005年產(chǎn)值增加到年產(chǎn)值增加到8080億美元，億美元，n轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展可以分為三個(gè)階段轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展可以分為三個(gè)階段: : 第一代轉(zhuǎn)基因食品，是以增加

49、農(nóng)作物抗性和耐貯第一代轉(zhuǎn)基因食品，是以增加農(nóng)作物抗性和耐貯性的轉(zhuǎn)基因植物源食品。性的轉(zhuǎn)基因植物源食品。 這一代的轉(zhuǎn)基因食品研究起始于這一代的轉(zhuǎn)基因食品研究起始于2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代末年代末8080年代年代初，是以轉(zhuǎn)入抗除草劑基因、抗蟲基因增加農(nóng)作物的抗逆性初，是以轉(zhuǎn)入抗除草劑基因、抗蟲基因增加農(nóng)作物的抗逆性以及延遲成熟基因等為主要特點(diǎn)。以及延遲成熟基因等為主要特點(diǎn)。 轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒第二代的轉(zhuǎn)基因食品是以改善食品的品質(zhì)、增加第二代的轉(zhuǎn)基因食品是以改善食品的品質(zhì)、增加食品的營(yíng)養(yǎng)為主要特征。食品的營(yíng)養(yǎng)為主要特征。 食品中新增營(yíng)養(yǎng)因

50、子食品中新增營(yíng)養(yǎng)因子油脂的改良油脂的改良 蛋白質(zhì)的改良蛋白質(zhì)的改良 如Science在2000年1月14日?qǐng)?bào)道了瑞士公立研究所成功開發(fā)了富含VitaminA前體的基因重組水稻，被稱之為Golden rice 通過基因重組技術(shù)獲得高賴氨酸轉(zhuǎn)基因玉米、高面筋蛋白小麥等 果蔬品質(zhì)的改良果蔬品質(zhì)的改良第三階段的轉(zhuǎn)基因食品是以研究增加食品中的功第三階段的轉(zhuǎn)基因食品是以研究增加食品中的功能因子和增加食品的免疫功能。能因子和增加食品的免疫功能。 目前的研究主要集中在：乙肝疫苗：乙肝疫苗： HBsAg基因已在番茄、馬鈴薯、煙草、羽扇豆和萵苣中表達(dá)。乙肝病毒表面蛋白M基因也在馬鈴薯和番茄中成功表達(dá) 乳汁中含有人

51、生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛( (阿根廷阿根廷) )霍亂病菌疫苗：霍亂病菌疫苗： 在馬鈴薯中轉(zhuǎn)入霍亂弧菌毒素B亞單位(CTB)基因，在塊莖和葉片中CTB的最高表達(dá)量可達(dá)30gg。 狂犬病疫苗：狂犬病疫苗： 狂犬病是由狂犬病病毒引起的致命傳染病，目前已經(jīng)將RV糖蛋白基因轉(zhuǎn)入番茄中，并得到了轉(zhuǎn)基因番茄，但RV糖蛋白表達(dá)量還很低，如何提高表達(dá)量的研究正在進(jìn)行。 結(jié)核病疫苗。結(jié)核病疫苗。輪狀病毒疫苗輪狀病毒疫苗n基因食基因食物疫苗與常規(guī)疫苗及其他新技術(shù)疫苗相比，物疫苗與常規(guī)疫苗及其他新技術(shù)疫苗相比，具有以下獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：具有以下獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：生產(chǎn)簡(jiǎn)單：生產(chǎn)簡(jiǎn)單： 沒有其他病原污染：沒有

52、其他病原污染：可以食用：可以食用： 貯存簡(jiǎn)單：貯存簡(jiǎn)單： 使用安全：使用安全： 不污染環(huán)境：不污染環(huán)境： （二）現(xiàn)代生物技術(shù)的展望（二）現(xiàn)代生物技術(shù)的展望 基因重組操作技術(shù)將更進(jìn)一步完善?；蛑亟M操作技術(shù)將更進(jìn)一步完善。 基因工程藥物和疫苗的研究與開發(fā)將會(huì)突飛猛進(jìn)?；蚬こ趟幬锖鸵呙绲难芯颗c開發(fā)將會(huì)突飛猛進(jìn)。 轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物將會(huì)取得重大突破。轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物將會(huì)取得重大突破。 生命基因組計(jì)劃將在許多生命領(lǐng)域展開，但重點(diǎn)集中在生命基因組計(jì)劃將在許多生命領(lǐng)域展開，但重點(diǎn)集中在與人類活動(dòng)密切相關(guān)的領(lǐng)域，如人類重大疾病、農(nóng)業(yè)和食與人類活動(dòng)密切相關(guān)的領(lǐng)域，如人類重大疾病、農(nóng)業(yè)和食品等。品等。 基因治療將會(huì)取得

53、重大進(jìn)展，有可能革新整個(gè)疾病的預(yù)防基因治療將會(huì)取得重大進(jìn)展，有可能革新整個(gè)疾病的預(yù)防和治療領(lǐng)域。和治療領(lǐng)域。 蛋白質(zhì)工程、酶工程、發(fā)酵工程將在基因工程的基礎(chǔ)上達(dá)蛋白質(zhì)工程、酶工程、發(fā)酵工程將在基因工程的基礎(chǔ)上達(dá)到長(zhǎng)足的發(fā)展，它們將會(huì)把分子生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、計(jì)到長(zhǎng)足的發(fā)展，它們將會(huì)把分子生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)等有機(jī)的結(jié)合起來，算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)等有機(jī)的結(jié)合起來，形成一個(gè)相互包含、相互依賴的高度綜合的學(xué)科。形成一個(gè)相互包含、相互依賴的高度綜合的學(xué)科。 信息技術(shù)滲透到生物技術(shù)的領(lǐng)域中，形成引人注目、用途信息技術(shù)滲透到生物技術(shù)的領(lǐng)域中，形成引人注目、用途廣泛的生物信息學(xué)。廣泛的生物信息學(xué)。 食品生物技術(shù)將會(huì)伴隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展飛速向前食品生物技術(shù)將會(huì)伴隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展飛速向前發(fā)展，會(huì)有更多的新食品和新技術(shù)出現(xiàn)，這不僅可以豐富發(fā)展，會(huì)有更多的新食品