基因工程在食品產(chǎn)業(yè)的應用

基因工程在食品產(chǎn)業(yè)的應用第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四主要內(nèi)容一、基因工程概述二、基因工程技術在食品中的應用（1）利用基因工程改造食品微生物（2）利用基因工程改善食品原料品質（3）利用基因工程改進食品生產(chǎn)工藝（4）利用基因工程改良食品風味（5）利用基因工程生產(chǎn)食品添加劑及功能性食品第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四二十一世紀被譽為“生物技術世紀”，基因工程是生物技術領域的先導技術，它正以爆炸式的方式迅速發(fā)展。滲透到農(nóng)業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥業(yè)等各行各業(yè)，深刻地影響著人類本身及人類社會進程。轉基因動植物的研究開發(fā)對于解決人類面臨的生存發(fā)展問題顯示出巨大的作用。但是，基因工程產(chǎn)品，尤其是轉基因食品帶來的安全性問題也引起了全世界范圍內(nèi)的密切關注。第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四這樣的香蕉你見過么？這樣的豬你見過嗎？第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四Haveyoueatengeneticallymodifiedfoods?不管你愿不愿意，你己經(jīng)或者正在把轉基因食品吃進肚里！轉基因食品已經(jīng)走進我國百姓的生活。我國已經(jīng)成為世界上第四大轉基因食品的生產(chǎn)國家。第5頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四近幾年來，我國大量從美國、阿根廷等國進口大豆，其中大部分是轉基因大豆。我國有一半以上的大豆色拉油含有轉基因成分。第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四轉基因食品有哪些？

第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四1.基因工程（GeneticEngineering）又稱分子克隆、DNA重組技術、轉基因技術。是指使用轉基因技術或分子生物學技術(不包括傳統(tǒng)育種、細胞及原生質體融合、雜交、誘變、體外受精、體細胞變遷及多倍體誘導等技術)，將遺傳物質導入活細胞或生物體中，產(chǎn)生基因重組現(xiàn)象，使之表達并遺傳的相關技術。第一節(jié)、基因工程概述第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四2、什么是轉基因（GeneticallyModified）？是指將不同來源的DNA分子進行重組，克服了天然物種生殖隔離的屏障，將具有某種特性的基因分離和克隆，再轉接到另外的生物細胞內(nèi)。從而可以按照人們的意愿創(chuàng)造出自然界中原來并不存在的新的生物功能和類型。3、轉基因食品（GeneticallyModifiedFoods）是指用轉基因生物制造、生產(chǎn)的食品、食品原料及食品添加物等。簡稱：GMF4、基因工程特點1、生物的基因可以在人類、動物、植物和微生物四大系統(tǒng)間進行交流；2、變異可以定向進行；3、改良和培育新產(chǎn)品；4、促進快速生長，縮短育種年限；5、獲得高產(chǎn)量和高質量；6、增強抗逆性(抗旱、寒、澇、熱、病毒和蟲害)；7、大大降低成本；8、生產(chǎn)出口味更佳的食物。第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)轉基因技術在食品中的應用（1）利用基因工程改造食品微生物（2）利用基因工程改善食品原料品質（3）利用基因工程改進食品生產(chǎn)工藝（4）利用基因工程改良食品風味（5）利用基因工程生產(chǎn)食品添加劑及功能性食品第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四1、利用基因工程改造食品微生物

1.1改良微生物菌種例1、

面包酵母性狀的改良

將含有外源的麥芽糖代謝基因（maltosepermease與maltase基因）導入面包酵母細胞中，在相同的面團發(fā)酵時間轉基因面包酵母所產(chǎn)生的CO2氣體量較原面包酵母多11%～33%，使面包結構和口感得到改善。例2、啤酒酵母性狀的改良

（1）提高啤酒酵母利用碳水化合物的范圍

英國BrewingResearchInternational公司的產(chǎn)品研制出含有外源葡糖淀粉酶（glucoamylase）基因的轉基因啤酒酵母，可分解麥芽糖汁中的糊精，生產(chǎn)lowcarbohydratebeer,于1994年2月獲英國AgricultureandHealthMinisters批準，投入商業(yè)化使用。

（2）改良啤酒口味—降低酵母中雙乙酰的含量第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四1.2改良乳酸菌遺傳特性（1）抗藥基因（2）風味物質基因（3）產(chǎn)酶基因（4）耐氧相關基因（例3）（5）產(chǎn)細菌素基因1.3酶制劑的生產(chǎn)例4：生產(chǎn)奶酪的凝乳酶，以往只能從殺死的小牛的胃中才能提取出來，現(xiàn)在利用DNA重組技術，將小牛凝乳酶克隆出來，轉入微生物中進行發(fā)酵生產(chǎn)，獲得大量凝乳酶產(chǎn)品，解決了奶酪工業(yè)的一大難題---避免了小牛的無辜死亡，也降低了生產(chǎn)成本。第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四2、利用基因工程改善食品原料品質2.1改良動物食品性狀2.1.1肉品品質改良（例5）例6、在豬的基因組中轉入人的生長激素基因，豬的生長速度增加了一倍，豬肉質量顯著提高，現(xiàn)在這樣的豬肉已在澳大利亞擺上了餐桌。我國也于2010年由青島農(nóng)業(yè)大學研究成功，由于豬體內(nèi)被轉入了一種特殊外源基因—生長激素基因，能大大縮短生豬的出欄時間。2.1.2乳品品質改良例7、從營養(yǎng)成分來看，牛奶缺乏一些重要的蛋白質，如可以提高人體免疫力的人乳鐵蛋白和人乳清白蛋白等。將人乳中的部分基因轉移到克隆奶牛體內(nèi)能產(chǎn)生“人乳化”牛奶，可以作為缺乏母乳的母親哺乳嬰兒的替代品。第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四2.2改造植物性食品原料2.2.1植物蛋白質品質改良（1）提高作物中蛋白質含量例：轉移云扁豆蛋白基因可獲得具有較高耐貯存蛋白質的轉基因向日葵（2）改良氨基酸組成

利用基因工程把富含某種氨基酸的外源種子貯存蛋白的基因導入缺乏該氨基酸的植物中，可大大改善其營養(yǎng)品質。例如：將蠶豆中一種富含賴氨酸和甲硫氨酸的蛋白基因轉入玉米中進行表達，顯著提高了玉米的這兩種人體必需氨基酸的含量，提高了玉米的營養(yǎng)價值。第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四2.2.2植物淀粉改良（例8）2.2.3植物油脂改良2.2.4提高食品中的維生素含量2.2.5改善園藝產(chǎn)品的采后品質例9：維生素是人類缺乏的主要營養(yǎng)素之一。英國劍橋的興根塔育種公司的研究人員已經(jīng)培育出了一種命名為“金稻-2”的新型轉基因水稻，其維生素A原（胡蘿卜素），的含量比傳統(tǒng)水稻提高了20多倍。

第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四3、利用基因工程改進食品生產(chǎn)工藝

3.1利用基因工程改進果糖和乙醇生產(chǎn)方法3.2改良啤酒大麥的加工工藝（例10）3.3改良小麥種子貯藏蛋白的烘烤特性3.4提高馬鈴薯加工性能第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四4、利用基因工程改良食品風味

4.1甜蛋白（例11）4.2醬油風味4.3啤酒風味（例12）例12：具有α-淀粉酶分泌活性以及低雙乙酰產(chǎn)量的啤酒酵母工程菌的構建第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四甜蛋白基因MBLII對萵苣的遺傳轉化（例11）選取kan抗性芽根癌農(nóng)桿菌介導馬檳榔甜蛋白基因MBLII用限制性內(nèi)切酶EcoRI酶切質粒PBI121用限制性內(nèi)切酶EcoRI酶切質粒PLX10導入萵苣GUS檢測第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四第20頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四5、利用