食品生物技术2012

1、基因工程微生物动植物个体或细胞工程菌蛋白质或酶发酵过程蛋白质工程或酶工程细胞工程优良的动植物品系产品1. 微生物菌体的发酵，比较传统的菌体发酵工业，有用于面包制作的酵母发酵及用于人类或动物食品的微生物菌体蛋白（即单细胞蛋白，SCP）发酵两种类型。新的菌体发酵可用来生产一些真菌，如香菇类、依赖虫蛹而生存的冬虫夏草菌、与天麻共生的密环菌以及从多孔菌科的茯苓菌获得的名贵中药茯苓和担子菌的灵芝等药用菌。有的微生物菌体还可用作生物防治剂，如苏云杆菌。2. 微生物酶发酵，目前工业上应用的酶大多数来自微生物发酵。因为微生物具有种类多、产酶的品质多、生产容易和成本低等优点。如微生物生产的淀粉酶和糖化酶用于生产

2、葡萄糖。3. 微生物代谢产物发酵，包括初级代谢产物（在菌体对数生长期的产物，如氨基酸、核酸、蛋白质、糖类等（这些在食品工业具有相当的重要性，分别形成不同的发酵产业）和次级代谢产物（在菌体生长的静止期合成，是一些具有特定功能的产物如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等）。前者是菌体生长繁殖所必须的。后者和菌体的生长繁殖无明显关系。特别是抗生素的发酵已成为发酵工业的重要支柱。4. 微生物的转化发酵，利用微生物细胞的一种或多种酶，把一种化合物转变为结构相关的更有经济价值的产物。如菌体将乙醇转化为醋酸的发酵。5. 生物工程细胞的发酵，指利用生物工程技术所获得的细胞进行培养的新型发酵，如基因工程菌生

3、产胰岛素、干扰素、青霉素酰化酶等，杂交瘤细胞生产单克隆抗体等 液体悬浮状态是微生物最适的生长环境； 液体中菌体及营养物、产物易于扩散，发酵在均质或拟均质的条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模； 液体输送方便，易于机械化操作； 厂房面积小，生产效率高。易于自动化控制，产品质量稳定； 产品易于提取、精制等。优点：维持稳定的操作条件，利于微生物生长代谢，产率和产品质量也保持稳定；更有效地实现机械化和自动化，降低劳动强度，减少操作人员与病原微生物和毒性物质接触的机会；减少了设备清洗、准备和灭菌等非生产占的时间，提高设备利用率；延长了仪器探头的寿命（由于灭菌次数的减少）；容易对过程进行优化，有效提高发

4、酵产率。缺点：容易造成污染（由于系统开放和发酵周期长）；对设备、仪器及控制元器件的技术要求高；粘性丝状菌菌体容易附壁上生长和在发酵液里结团，给连续操作带来困难。连续发酵技术目前主要用于理论研究，基本上未进行实际应用。的基础上，每隔一定时间按一定比例放出一部分发酵液，使发酵液的体积始终不超过发酵灌的最大操作容积，延长发酵周期，直至发酵产率明显下降，才最终将发酵液全部放出。既保留了单一补料分批发酵的优点，又避免了它的缺点。机械搅拌式发酵灌通风搅拌式发酵灌厌氧发酵设备1.制备原生质体（除去植物细胞和微生物细胞的细胞壁）2.诱导细胞（原生质体）融合（PEG，CaCI2，或电激方法）3.筛选杂合细胞（让

5、杂合细胞选择性地长出，未融合细胞无法生长）*原生质体：包括细胞核和细胞质中所有内容物的亚细胞结构物质一块统称为原生质体。平板上再生原生质板上CM融合子数融合率1.生产疫苗（如口蹄疫疫苗、狂犬疫苗、脊髓灰质炎疫苗、白血病疫苗等，即可节约大量的动物，且生产周期短，安全可靠，可以大量生产）2.生产生物活性物质（如蛋白质干扰素、单克隆抗体）3.基因工程细胞培养（可以转译和加工较大的或更复杂的克隆蛋白质，并进行大量生产，如免疫球蛋白、血凝因子、促细胞生成素及各种抗原）1. 缩短生产周期，降低生产成本：与微生物细胞相比，植物细胞生长缓慢生产周期一般2535天（微生物一般只有3天左右）。设备、人力能源消耗多

6、成本高，效率低下。2. 提高培养细胞中有效成分的含量：培养细胞中的有效成分往往比原来细胞中的含量低，要选出有效成分高的细胞株进行培养。3. 防止细胞聚积成块：成块导致培养细胞不均一性，影响产品的质量和产量。从选材（选易分散）、提高生长素浓度和加入试剂（EDTANa 螯合剂和果胶酶）几个途径解决。4. 防止细胞株退化与变异。看护培养法看护培养法微室培养法微室培养法平板培养法平板培养法条件培养基（生长悬浮细胞的液体培养基）的作用细胞密度（要高于临界浓度，因为植物细胞培养具有群体效应）生长激素pHCO2浓度（大气CO2浓度为0.03%,提高到浓度1促进分裂，2则抑制分裂） 机械搅拌罐非机械搅拌罐悬浮

7、培养生物反应器固定化细胞生物反应器填充床反应器流化床反应器膜反应器组织来源培养条件化学条件：碳水化合物、氮供应、生长调节物质物理条件：光、温度、通气、pH影响因素改善乳制品的营养价值：发酵后把乳糖转变为乳酸避免了乳糖不适应症；提高了蛋白质、氨基酸（特别是必需氨基酸）和肽的含量，增加易消化性；降低了脂类的含量产生少量游离脂肪酸，易于消化。改善肠道内的微环境，增加了肠道内的有益菌的数量和种类，抑制有害菌类增加，防止出现肠道菌群失调。具有整肠作用和预防肠道病的发生。降低血中的胆固醇（通过削弱生物体胆固醇的合成能力）抗肿瘤作用（调整肠内菌群降低有害物特别致癌诱变剂的浓度；具有抗诱变的能力；抑制肠道内与致癌物形成直接有关三种酶的活性；抑制癌细胞增殖）预防衰老延长寿命（衰老自由基学说；发酵乳中的SOD、谷胱甘肽合成活性、维生素B、维生素C协调抗氧化作用）添加发酵剂前，混合料经过均质、灭菌和冷却等过程。过滤灭菌