1--食品生物技術(shù)緒論ppt課件

1、主講人：布日額.課程安排學(xué)時(shí):36學(xué)時(shí)學(xué)分:1學(xué)分性質(zhì):專業(yè)必修,考試課考核方式:考試(筆試)占70%,平常出勤占20%，實(shí)驗(yàn)成果10%。.第一章 緒論. 人類在1萬(wàn)年前就開(kāi)場(chǎng)用家畜耕種、豢養(yǎng)家畜，提供穩(wěn)定的糧食和肉類。 6千年前利用發(fā)酵、釀造技術(shù)消費(fèi)酒類、面包。均屬生物技術(shù)！.遠(yuǎn)古人類發(fā)現(xiàn)，吃剩的米粥數(shù)日后變成了醇香可口的飲料人類最早發(fā)明的酒豐富多彩的遠(yuǎn)古酒文化微生物發(fā)酵.我國(guó)古代的釀酒作坊四川新都縣出土的漢代畫(huà)像.公元前2300年左右，埃及人釀制啤酒的局面某金字塔壁畫(huà)豐富多彩的酒文化.( Edward Jenner,17491823 )首創(chuàng)用牛痘預(yù)防天花，是免疫學(xué)的開(kāi)展，開(kāi)創(chuàng)了生物技術(shù)的先

2、河。. 1676年荷蘭人A.Leeuwenhoek用自磨鏡片，發(fā)明了一架原始顯微鏡，生物工程進(jìn)入微觀形狀學(xué)開(kāi)展階段。. 隨著人類對(duì)生命景象本質(zhì)與規(guī)律認(rèn)識(shí)的不斷深化，對(duì)于生物技術(shù)作用的認(rèn)識(shí)也不斷全面，覺(jué)得到這一技術(shù)非同凡響！各個(gè)國(guó)家爭(zhēng)先投入，視為“高技術(shù)，將其大力開(kāi)展。我國(guó)的“863方案. 生物技術(shù)自20世紀(jì)70年代以后開(kāi)展非常迅速，被視為高技術(shù)。成為21世紀(jì)開(kāi)展最快、前景最好的學(xué)科。 人類科技開(kāi)展到今天，曾經(jīng)明顯覺(jué)得到，還需求加快開(kāi)展，經(jīng)過(guò)生物技術(shù)園區(qū)建立更好地發(fā)揚(yáng)其作用。對(duì)生物高技術(shù)寄予厚望。. 隨著經(jīng)濟(jì)開(kāi)展和人口增長(zhǎng)出現(xiàn) 食品短缺 安康問(wèn)題 資源短缺 環(huán)境污染 傳統(tǒng)技術(shù)已無(wú)能為力！.糧食短

3、缺.處理世界糧食短缺的功臣.疾病問(wèn)題新病添加、老病抬頭艾滋病獲得性免疫缺陷綜合癥，英文縮寫(xiě)AIDS的音譯，曾譯為“愛(ài)滋病、“愛(ài)死?。恢两衲昃旁碌?，中國(guó)內(nèi)地已發(fā)現(xiàn)艾滋病病毒感染者24萬(wàn)多人，其中艾滋病病人為7.7萬(wàn)人 瘋牛病結(jié)核病抬頭各種過(guò)敏性疾病高致病性禽流感食品中人為添加違禁物質(zhì)三聚氰胺.環(huán)境污染.環(huán)境污染. 上述問(wèn)題的最終處理要靠生物技術(shù)！ 所以，生物技術(shù)必需浸透到其他學(xué)科，而且其趨勢(shì)越來(lái)越明顯，速度也越來(lái)越快，與其他學(xué)科實(shí)現(xiàn)交融，根據(jù)其需求構(gòu)成了各種不同的新興交叉學(xué)科。其中包括食品生物技術(shù)。.生物技術(shù)浸透構(gòu)成的交叉學(xué)科醫(yī)藥生物技術(shù)(免疫制劑、干擾素)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)高產(chǎn)種類、超級(jí)水稻動(dòng)物生物

4、技術(shù)優(yōu)良種類、動(dòng)物反響器微生物生物技術(shù)特殊性能菌株環(huán)境生物技術(shù)生物治理化工生物技術(shù)可降解食品包裝資料食品生物技術(shù)消費(fèi)、加工、貯藏.第一節(jié) 生物技術(shù)的定義和研討內(nèi)容一、生物技術(shù)的定義及其沿革 生物技術(shù)是大家非常熟習(xí)的概念。但是至今沒(méi)有太確定的概念。隨著科技的開(kāi)展，其內(nèi)涵和外延也發(fā)生著變化。 但是，不論如何表達(dá)均與bio-，technology分不開(kāi)。 . 目前認(rèn)可的現(xiàn)代生物技術(shù)概念： 生物技術(shù)是利用生物體系，以及先進(jìn)的生物學(xué)和工程技術(shù)手段，對(duì)物料進(jìn)展生物與物理作用，以獲取各種產(chǎn)品的一門(mén)綜合性、運(yùn)用性學(xué)科技術(shù)。這種高度概括的概念來(lái)之不易！.閱歷了漫長(zhǎng)的概念沿革“生物技術(shù)一詞的提出：1919年匈牙利

5、學(xué)者為了表達(dá)一切利用生物轉(zhuǎn)化手段進(jìn)展消費(fèi)的概念，同時(shí)也想表達(dá)生物學(xué)與工程技術(shù)之間的關(guān)系提出的“生物技術(shù)一詞。開(kāi)場(chǎng)在學(xué)術(shù)刊物上頻頻出現(xiàn)，成為“點(diǎn)擊率很高的名詞。二戰(zhàn)期間得到快速開(kāi)展。.1982年國(guó)際經(jīng)合組織的概念： 生物技術(shù)是運(yùn)用自然科學(xué)和工程學(xué)原理，依托生物酶的催化作用進(jìn)展產(chǎn)品消費(fèi)的技術(shù)。. 如美國(guó)國(guó)家科技委員會(huì)將生物技術(shù)定義為： “生物技術(shù)包括一系列的技術(shù)，它可以利用生物體或細(xì)胞消費(fèi)人類所需求的產(chǎn)物，這些新技術(shù)包括基因重組、細(xì)胞交融、和一些生物制造程序。 從定義的內(nèi)涵來(lái)看并不奧秘。其實(shí)就是指人類利用生物體或細(xì)胞消費(fèi)產(chǎn)品。.我們掌握概念時(shí)以現(xiàn)代生物技術(shù)的概念為準(zhǔn)！-沿革性的概念有的是表示傳統(tǒng)生

6、物技術(shù)的內(nèi)涵。從古代到20世紀(jì)60年代之前的生物技術(shù)根本屬于傳統(tǒng)生物技術(shù)。其特征是：釀造技術(shù)合發(fā)酵技術(shù)。20世紀(jì)70年代，以DNA重組技術(shù)的誕生為標(biāo)志，為現(xiàn)代生物技術(shù)的開(kāi)場(chǎng)。從而20世紀(jì)80年代培育了一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)生物科技產(chǎn)業(yè)。.現(xiàn)代生物技術(shù)的特征;P2, 略. 為什么生物技術(shù)在近幾年如此遭到世人矚目？ 歸功于科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展；歸功于社會(huì)可繼續(xù)開(kāi)展的需求！ . 該產(chǎn)業(yè)構(gòu)成后其開(kāi)展勢(shì)頭非常強(qiáng)勁！改動(dòng)了人類生活的許多方面。從此意義上，就連大名鼎鼎的比爾蓋茨在1996年都說(shuō)過(guò)：“生物科技就象電腦軟件一樣改動(dòng)了這個(gè)世界！ 確實(shí)，生物科技在目前曾經(jīng)浸透到了各個(gè)領(lǐng)域。包括生物醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)、環(huán)境維護(hù)、特用化

7、學(xué)品行業(yè)。 曾經(jīng)有155種藥品和疫苗被美國(guó)的食品藥品管理局同意上市。出現(xiàn)基因工程植物基因重組木瓜、番茄、玉米、大豆等。. 在食品方面，利用發(fā)酵工藝技術(shù)消費(fèi)乳酸菌、靈芝、冬蟲(chóng)夏草等安康食品。 可以說(shuō)，人類生活的各個(gè)方面的問(wèn)題都可以借助生物技術(shù)來(lái)處理，隨著其本身的開(kāi)展，已構(gòu)成了真正意義上的現(xiàn)代生物技術(shù)。 .基因工程細(xì)胞工程酶工程發(fā)酵工程蛋白質(zhì)工程二、生物技術(shù)的構(gòu)成.一基因工程1、基因工程的概念 是現(xiàn)代生物技術(shù)的中心，它能按人類需求，把遺傳物質(zhì)DNA分子從生物體中分別出來(lái)，進(jìn)展體外剪切、拼接重組構(gòu)成新的DNA分子。再將導(dǎo)入某種細(xì)胞活生物體中，使遺傳信息在新的宿主細(xì)胞或個(gè)體中得到表達(dá)，以到達(dá)定向改造或

8、重建新物種目的的技術(shù)。.基因克隆操作.基因操作的根本過(guò)程 分、切、連、轉(zhuǎn)、篩5步。.上堂講到這.操作程度：DNA分子程度目 的：定向改動(dòng)遺傳物質(zhì)或獲得新的基因產(chǎn)物。2、基因工程的運(yùn)用. 在基因工程領(lǐng)域中影響最大的應(yīng)算是人類基因組草圖繪制完成。 3號(hào)染色體由中國(guó)測(cè)定，有1445307 個(gè)堿基。從1999年9月開(kāi)場(chǎng)，不到一年完成。其中包括與肺癌、卵巢癌、鼻咽癌等有關(guān)的基因。.6國(guó)科學(xué)家組成的國(guó)家人類基因組中心主要研討比例美國(guó)：WASHMIT等7家研討中心，奉獻(xiàn)率為54。英國(guó)：SANGER一家研討中心，奉獻(xiàn)率為33。日本：RIKEN等兩家研討中心，奉獻(xiàn)率為7。法國(guó)：GENOSCOPE研討中心，奉獻(xiàn)率

9、為2.8。德國(guó)：IMB等3家研討中心，奉獻(xiàn)率為2.2。中國(guó)：北京華大研討中心、國(guó)家南北方基因研討 中心等三家，奉獻(xiàn)率為1。 .二000年六月二十六日克林頓宣布人類基因組草圖繪制完成結(jié)果于2001年2月12日公布.二細(xì)胞工程1、細(xì)胞工程的概念利用細(xì)胞交融技術(shù)把含有不同遺傳物質(zhì)的細(xì)胞交融成雜種細(xì)胞。并使之分裂生長(zhǎng)成為雜種生物，培育出人們所希望的新物種的技術(shù)。它包括體的技術(shù)：動(dòng)植物細(xì)胞的大量培育、細(xì)胞交融、細(xì)胞拆分、染色體工程、繁育生物學(xué)等。.操作程度：細(xì)胞整體程度或細(xì)胞器程度目的：定向改動(dòng)遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品。2、細(xì)胞工程的實(shí)際根底細(xì)胞全能性根據(jù)生物體的每一個(gè)干細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳

10、物質(zhì)。.3、主要技術(shù)植物組織培育植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞培育動(dòng)物細(xì)胞交融單克隆抗體技術(shù)胚胎移植核移植植物細(xì)胞工程技術(shù)動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù).異種植物細(xì)胞雜種細(xì)胞轉(zhuǎn)基因植物異種動(dòng)物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞群重組細(xì)胞體細(xì)胞核早期胚胎受精卵去核卵細(xì)胞克隆動(dòng)物試管動(dòng)物動(dòng)物細(xì)胞交融植物體細(xì)胞雜交植物組織培育動(dòng)物細(xì)胞培育核移植胚胎移植體外受精. 從一個(gè)綿羊普通的體細(xì)胞如乳腺上皮中提取遺傳物質(zhì)，和一個(gè)無(wú)DNA遺傳物質(zhì)，但具有活性的另一只母綿羊的卵細(xì)胞進(jìn)展電擊交融或顯微操作交融，然后將結(jié)合后的新細(xì)胞在體外培育，經(jīng)試管分裂。構(gòu)成胚胎后再移植到第三只母綿羊子宮內(nèi)生長(zhǎng)。然后產(chǎn)出與第一只綿羊一樣的羊。.細(xì)胞工程的優(yōu)勢(shì)在哪里？1.防止了基

11、因的分別、提純、剪切、拼接、重組、轉(zhuǎn)化等繁瑣的基因操作，只是將遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)入到受體細(xì)胞內(nèi)就構(gòu)成雜交細(xì)胞。2.可以在不同種屬生物間進(jìn)展雜交。細(xì)胞工程領(lǐng)域最具代表性的成果應(yīng)該是單克隆抗體。.三發(fā)酵工程1、發(fā)酵工程的概念發(fā)酵工程是利用現(xiàn)代工程技術(shù)手段和微生物的快速大量繁衍等特點(diǎn)，消費(fèi)人類所需產(chǎn)品的技術(shù)。.2、發(fā)酵工程的技術(shù)要點(diǎn)目的定向地改造菌種,大量消費(fèi)微生物 菌體或代謝產(chǎn)物菌種的選育 誘變育種、基因工程、 細(xì)胞工程環(huán)境條件控制營(yíng)養(yǎng)、PH、溫度、溶氧等.3、流程.發(fā)酵工程商品消費(fèi)改造物種常規(guī)菌(或常規(guī)細(xì)胞株) 遺傳工程 細(xì)胞工程“工程菌或“工程細(xì)胞株 微生物工程 酶工程 生物反響器工程 經(jīng)濟(jì)效益 大量

12、產(chǎn)品 社會(huì)效益 生態(tài)效益. 四酶工程酶工程是利用天然與人工酶的特有催化功能和生物反響器，將一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì)，以獲得產(chǎn)物的技術(shù)。這里講的酶，可以是純化的酶，也可以是細(xì)胞器、細(xì)胞。 另外，其含義還包括設(shè)計(jì)和改造酶的構(gòu)造，以優(yōu)化其功能。 . 根據(jù)上述解釋，酶工程應(yīng)包括的技術(shù)： 酶的固定化技術(shù)； 細(xì)胞的固定化技術(shù)； 酶反響器設(shè)計(jì)；酶的化學(xué)修飾和改造 酶工程廣泛運(yùn)用于食品工業(yè)。啤酒、醬油、葡萄糖等都可用酶工程消費(fèi)。.五蛋白質(zhì)工程和分子進(jìn)化工程蛋白質(zhì)工程：是指運(yùn)用基因工程、蛋白質(zhì)學(xué)、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)等，將蛋白質(zhì)從基因?qū)哟紊线M(jìn)展定向改造，獲得人們所需求的優(yōu)化蛋白質(zhì)或酶的技術(shù)。分子進(jìn)化工程：是指在實(shí)驗(yàn)條

13、件下將生物大分子的漫出息化過(guò)程在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)展短期模擬的技術(shù)。主要察看基因突變情況。.五大工程的關(guān)系 通常，把生物技術(shù)主要分為發(fā)酵工程(微生物工程)、酶工程、基因工程和細(xì)胞工程四個(gè)分科。它們相互依存，相互促進(jìn)。其中，基因工程是生物工程的重要組成部分。.第二節(jié) 食品生物技術(shù)的定義及其研討內(nèi)容一、食品生物技術(shù)的定義根據(jù)生物技術(shù)的定義可以看出，其內(nèi)涵極其豐富，相關(guān)的學(xué)科也多。因此是涉及多學(xué)科的交叉學(xué)科。 食品生物技術(shù)是生物技術(shù)的一個(gè)分支，也是生物技術(shù)在食品科學(xué)中的運(yùn)用，是一門(mén)現(xiàn)代生物技術(shù)與食品科學(xué)技術(shù)相互浸透而構(gòu)成的綜合性、運(yùn)用性交叉學(xué)科。.二、食品生物技術(shù)研討內(nèi)容1.改善食品原料的質(zhì)量酶-高蛋白食品2

14、.提高食品產(chǎn)量；主要為基因工程3.食品保鮮技術(shù)研討；酶、基因工程4.改善食品加工工藝，提高產(chǎn)品價(jià)值；酶5.有效處置廢棄物、提高資源利用率；6.提高食品的平安性：平安、有機(jī)、綠色發(fā)酵法消費(fèi)防腐劑.有機(jī)食品： 這一詞是從英文Organic Food直譯過(guò)來(lái)的。有機(jī)食品指來(lái)自有機(jī)農(nóng)業(yè)消費(fèi)體系，根據(jù)有機(jī)農(nóng)業(yè)消費(fèi)要求和相應(yīng)規(guī)范消費(fèi)加工，并且經(jīng)過(guò)合法的、獨(dú)立的有機(jī)食品認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證的農(nóng)副產(chǎn)品及其加工品。綠色食品： 是中國(guó)政府推出的一個(gè)認(rèn)證農(nóng)產(chǎn)品，他有綠色AA級(jí)，和A級(jí)之分，而其AA級(jí)的消費(fèi)規(guī)范根本上等同于有機(jī)農(nóng)業(yè)規(guī)范。 .三、現(xiàn)代食品生物技術(shù)的作用“民以食為天，任何國(guó)家要想獲得提高和開(kāi)展，首要前提是必需讓國(guó)

15、民填飽肚子。 所以，食品工業(yè)一直是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主要組成部分。食品工業(yè)的開(kāi)展程度直接代表一個(gè)國(guó)家民眾的生活程度與安康程度。1.現(xiàn)代食品生物技術(shù)對(duì)人類安康和營(yíng)養(yǎng)的 影響1是處理人類食物短缺的主要途徑：. 超級(jí)雜交稻分三個(gè)階段：第一個(gè)階段，畝產(chǎn)700kg，在2000年就實(shí)現(xiàn)了。第二個(gè)階段是2001年到2005年，畝產(chǎn)要800kg，這個(gè)我們提早一年實(shí)現(xiàn)了。如今我們要2006年到2021年實(shí)現(xiàn)900kg再下一個(gè)就是1000公斤了。 .2001年2月19日，中國(guó)工程院院士袁隆平獲2000年度“國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。 2007年4月29日，世界雜交水稻之父、中國(guó)工程院院士袁隆平在美國(guó)首都華盛頓正式就職美國(guó)科學(xué)院外籍院士，是中國(guó)工程院院士中的獨(dú)一中選者。 .超級(jí)水稻之父.2提高民眾的營(yíng)養(yǎng)和安康程度：含有胡羅卜素的“金大米；含減低膽固醇蛋白基因的“降膽固醇大米；含積累鐵蛋白基因的“防貧血大米；含有肝炎疫苗基因的水稻；3提高食品的耐存性：番茄4開(kāi)發(fā)多種有利于安康的保健品：免疫乳、低聚糖、酶解牛乳、魚(yú)肉等。.2.現(xiàn)代食品生物技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)開(kāi)展和環(huán)境的影響：1促進(jìn)畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展：微生態(tài)制劑、生長(zhǎng)素的運(yùn)用，減少抗生素的運(yùn)用、加快生長(zhǎng)。改善肉品的質(zhì)量。2添加作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，減少環(huán)境污染：培育