文档介绍：食 品 生 物 技 术 Food Biotechnology
陈永胜 张继星
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食 品 生 物 技 术
主要内容（共八章）：
绪论
基因工程及其在食品工业中的应用
酶工程及其在食品工业中的应用
发酵工程及其在食品工业中的应用
细胞工程及其在食品工业中的应用
生物技术在饮料工业中的应用
生物传感器及其在食品工业中的应用
生物技术在食品工业废水处理中的应用
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食 品 生 物 技 术
第一章 绪论
第一节 食品生物技术研究的内容
生物工程及其研究内容
1917年匈牙利工程师Karl Ereky提出（甜菜养猪，利用生物将原料转变为产品）
生物工程：生物工程是一门应用生物科学和工程学原理，来加工生物材料或利用微生物、动物植物体作为反应器及其制备物（细胞或细胞器或某些组成成分如酶）来加工原料以提供产品为社会服务的综合性科学技术。
Biotechnology or Bioengineering
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生 物 技 术 的 发 展 历 史
生物技术是一个既古老又年轻的学科。
古老：具有很悠久的历史： 公元前6000年，古代萨马人和巴比伦人已经开始喝啤酒；公元前4000年埃及人烤制发酵面包；《创世纪》一书问世时，葡萄酒就闻名于近东。发酵乳制品的生产（乳酪、酸奶等）和各种东方食品（如酱油）的生产都具有古老的渊源。日本的香菇的栽培可以追溯到几百年前，伞菇的栽培大约有300年的历史。5000年前我国的酿酒技术已相当精湛。
年轻：现代生物技术开始于20世纪70年代，即基因工程诞生之后。
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生 物 技 术 的 发 展 历 史
两个发展阶段： 传统生物工程和现代生物工程
前者主要通过微生物的初级发酵来生产商品，后者以DNA重组技术出现为代表。
三阶段观点：
原始生物工程（第一代生物工程），非纯种微生物发酵工艺为标记；
近代生物工程（第二代生物工程），采用纯种微生物的发酵工艺；
现代生物工程（第三代生物工程），以基因工程诞生为标志。
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生 物 技 术 的 发 展 历 史
1857年Pasteur 发现发酵过程是由微生物作用的结果，并因此成为当之无愧的生物工程之父。
人类利用发酵生产是在19世纪，主要产品有乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白质及酶等初级产物。
20世纪40年代，以获取细菌的次生代谢物－－抗生素为主要特征的抗生素工业成为生物工程的支柱产业。50年代氨基酸发酵工业成为生物工程的一个重要组成部分。60年代又增加了酶制剂工业这一新成员。
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生 物 技 术 的 发 展 历 史
传统生物技术的三个重要步骤：
第一步：上游处理过程，是指对粗材料进行加工，作为微生物的营养和能量来源；
第二步：发酵和转化，即在大的生物反应器（＞100L）大量生长微生物来生产某种产品，如抗生素、氨基酸或蛋白质等；
第三步：下游处理，对所需的目的产物的分离纯化。
传统生物技术研究主要目标：最大限度提高这三个步骤的整体效率，同时寻找可以制备食品和食品添加剂和药物的微生物。
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生 物 技 术 的 发 展 历 史
研究内容：
生物转化环节的优化：菌种的选育和改良，包括化学突变、诱变或紫外线照射来产生突变体，通过选择来改良菌株，提高产量（例如抗生素的大量生产）。
生物反应器的设计、发酵过程的检测和反应体系的检测技术
下游产品的分离纯化技术
局限性：
提高产量的幅度有限（突变株某一组分合成太多影响其它组分的合成进而影响微生物在大规模发酵过程的生长）；
诱变和选择方法过程烦琐，耗时长，费用极高需筛选和检测大量的克隆；
只能提高已有的遗传性质不能赋予其他新的遗传性质。
传统的生物技术仅仅局限在化学工程和微生物工程的领域。DNA重组技术的出现和发展引发的根本性的改变，即现代生物技术的时代的到来。
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DNA 重组技术的出现标志着现代生物技术的开始；
1953年，Watson和Crick发现了DNA的双螺旋结构，奠定了现代分子生物学的基础，给整个生物学乃至人类社会带来了一场革命。
1973年Herber Boyer和Stanley Cohen完***类历史第一次有目的的基因重组尝试（pSC101，EcoRI, T4-DNA ligase）；并据此提出了“基因克隆”的策略。
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现 代 生 物 技 术 内 容
生物转化的环节更为有效，不仅可以分离得到高产菌株，还可以人工制造高产菌株；
原核生物化和真核生物都可以表达大量的外源蛋白（胰岛素、病原抗原等），动植物也可以作为天然的生物反应器；
大大简化新药的开发和监测系统；
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