食品生物技术复习资料
1、生物技术：利用生物体系，应用先进的生物学和工程技术，加工或不加工底物原料，以提供所需的各种产品或达到某种目的的一门新型跨学科技术。
2.基因：具有生物学功能的DNA分子片断，是一个分子遗传的功能单位。
其本质是DNA，以线形方式存在于染色体上。
第二章基因工程及其在食品工业中应用
基因工程：DNA重组技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分
（广义的基因工程）。
上游技术指的是外源基因重组、克隆和表达的设计与构
建（即狭义的基因工程）；而下游技术则涉及到含有重组外源基因的生物细胞
（基因工程菌或细胞）的大规模培养以及外源基因表达产物的分离纯化过程。
在食品工业中应用是：食品原料或食品微生物的改良。
1、限制性内切酶
（一）种类
I型：切点识别特异性差，应用价值不大。
II型：切点识别特异性强，识别序列和切割序列一致。
广泛应用于基因工程。
2、DNA连接酶
由同尾酶产生的DNA片段，是能够通过其粘性末端之间的互补作用彼此连接起来的。
功能：催化DNA中相邻的3`-OH和5`-P之间形成磷酸二脂键。
来源：E.coli DNA连接酶：需要NAD作为辅助因子
3、质粒
概念：存在于细菌、放线菌及酵母细胞质中双螺旋共价闭环的DNA（cccDNA），能独立复制并保持恒定遗传的复制子。
4.目的基因采取的两条途径:
(1) 生物学方法(2)酶促合成法或化学合成法
5.基因工程载体应具备的条件：
1、本身是一个复制子，能自我复制
2、相对分子质量要小
3、有选择标记
4、具有单一的限制性内切酶位点
6.基因重组：将目的基因在体外连接构建成重组子。
主要靠T4 DNA连接酶
7.转化：是指受体细胞直接摄取供体细胞游离的DNA片段，将其同源部分进行碱基配对，
组合到自己的基因中，从而获得供体细胞的某些遗传性状。
8.感受态：指受体细胞能吸收外源DNA分子而有效地作为转化受体的生理状态。
9.基因工程在食品工业中应用
（1）改良食品加工原料
1、动物：牛生长激素：提高母牛产奶
猪生长激素：使猪瘦肉型化
2、植物：
马铃薯：含较高固形物
延缓蔬菜成熟、控制果实软化、提高抗病和抗冻能力
大豆、芥花菜：提高不饱和脂肪酸的比
（2）改良微生物菌种性能
1、改良面包酵母：麦芽糖透性酶和麦芽糖酶含量提高，面包加工中CO2量提高，
产出松软可口的面包。
2、改良啤酒酵母：将大麦中α-淀粉酶基因转入其中，可使该菌直接利用淀粉发酵，
缩短生产流程。
（3）应用于酶制剂的生产
凝乳酶
小牛胃中凝乳酶基因转移至细菌或真核微生物中，生产此酶。
方法：克隆cDNA；构建表达载体；转化受体细胞；筛选重组子；诱导表达；优化条件表达；大规模生产
10.蛋白质工程：对蛋白质分子进行有计划的定位突变，达到改造天然蛋白质或酶，提高其应用价值的目的，是第二代基因工程。
第三章酶工程及其在食品工业中的应用
酶工程：即利用酶的催化作用，在一定的生物反应器中，将相应的原料转化成所需的产品。
固定化酶技术是酶工程的核心
1.酶：是生物体内进行新陈代谢不可缺少的受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂。
2.纤维素：是由葡萄糖组成的大分子多糖。
不溶于水及一般有机溶剂。
是植物细胞壁的主
要成分。
纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的50％以上。
3.淀粉酶种类：（1）α-淀粉酶：内切α-1,4键
（2）β-淀粉酶:外切酶由α-构型变为β-构型，只水解α-1,4键
（3）葡萄糖淀粉酶：从淀粉分子非还原端开始依次水解一个葡萄糖分子，并
把构型转变为β-型，产物为β-葡萄糖。
（4）脱枝酶：水解支链淀粉、糖原等分枝点的α-1,6糖苷键。
4.酶法液化：利用α-淀粉酶将淀粉水解成糊精和低聚糖。
多采用耐热性淀粉酶。
液化过程的关键设备：连续液化喷射器
5.超高麦芽糖浆的生产的工艺流程
β-淀粉酶和脱枝酶
淀粉液化糖化脱色，脱盐超高麦芽糖
细菌α-淀粉酶
6.低聚糖：2-10个单糖单位通过糖苷键联结起来，形成直链或分枝链的一类寡糖的总称。
独特的生理功能：双歧杆菌增殖作用、抑制腐败菌的生长增殖、低热能、防止肥胖和糖
尿病、抗龋齿、抗肿瘤等。
7.干酪：酪蛋白经凝乳酶催化作用，变成不溶性的副酪蛋白钙，使牛乳凝结，再将凝块加
工成型和成熟而制成的一种乳制品。
干酪制造工艺三个阶段：牛乳的凝结、从干酪中沥干乳清、干酪成熟。
8.牛凝乳酶：属天冬氨酰蛋白酶，特异裂解κ-酪蛋白序列上Phe105—Met106间的肽键，
低pH范围内活性最高，但对凝块蛋白质的水解速度很慢，作用是使牛乳凝结，
是干酪制造制造的关键性酶。
第四章发酵工程及其在食品工业中应用
1.发酵工程：是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用
的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
发酵工程的生产流程：
2.单细胞蛋白（single cell protein, SCP）:主要指酵母、细菌、真菌等微生物蛋白质资源。
3.螺旋藻的营养成分的优点：蛋白质含量高、碳水化合物含量丰富、脂肪和胆固醇含量
低，含有多种维生素和微量元素等营养物质。
有利用价值的藻种主要有两种：钝顶螺旋藻和极大螺旋藻。
4.藻类在废水处理中应用
缫丝厂、猪场废水中通常含氮量很高，且碳、氮、磷比例不适合细菌生长，但适合螺旋藻生长，可加以利用。
举例：
美国：利用藻类净化猪场废水，同时为养猪提供饲料的蛋白来源。
印度：用城市污水培养蓝绿藻做饲料。
5.黄原胶：黄单孢杆菌发酵产生的细胞外杂多糖。
6.食用色素：以食品着色为目的的食品添加剂。
分为化学合成色素和天然色素两大类。
天
然色素是今后食用色素和食品添加剂的发展方向。
目前采用微生物发酵法生产的食用色素仅有红曲红色素和β-胡萝卜素两种。
7.红曲：是红曲霉寄生在米上发酵而成的，因为深红色，并生成红色色素。
8.上花：红曲霉充分生长繁殖，菌丝布满整个米粒表面，集结成较厚的菌落俗称“上花”。
9.EPA和DHA EPA:二十碳五烯酸DHA：二十二碳六烯酸
两者均属高烯不饱和脂肪酸，广泛存在于深海鱼油中，EPA和DHA是组成磷
脂、胆固醇酯的重要脂肪酸。
第五章细胞工程及其在食品工业中应用
细胞工程
1、概念：应用细胞生物学方法，有计划地改造遗传物质和细胞培养技术，包括细胞
融合技术、动植物大量控制性培养技术。
2、在食品工业中应用是：生产保健食品有效成分、新型食品、食品添加剂。
1.细胞融合技术（Cell fusion technology）：是指在外力(诱导剂或促融剂)作用下，两个或两个以上的异源(种、属间)细胞或原生质体相互接触，从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象称为细胞融合。
2.促进细胞融合的方法
（1）生物学法采用病毒促进细胞融合，如仙台病毒
（2）化学融合剂法PEG、甘油醋酸酯、二甲亚砜（DMSO）、油酸盐、磷脂酰丝氨酸
等脂类化合物，在Ca2+存在下皆可促进细胞融合。
（3）电处理融合法外加电诱导细胞形成微孔。
促进细胞融合。
3.原生质体：把细胞壁破碎后，剩余原生质体球，包括细胞核和细胞质中的线粒体、微粒
体等一切亚细胞结构物质统称为原生质体。
4.无血清细胞培养基
1、构成：无血清细胞培养基一般由基础培养基和代血清的补充因子组成。
2、基础培养基是多种营养物的混合物，是维持组织或细胞生长、发育、遗传、繁殖
等一系列生命活动的物质。
3、代血清的补充因子包括必需补充因子和特殊补充因子。
5.植物细胞培养的理论依据
（1）细胞学说。
（2）细胞的“全能性”。
第六章生物技术在饮料工业中应用
（一）、发酵乳是利用微生物对乳的乳酸发酵作用而制得的乳制品。
1.发酵乳的分类
（1）酒精发酵乳（2）乳酸发酵乳
2.发酵乳的功能与特性
（1）发酵乳的营养价值与功能
（2）肠道菌群的改善作用
（3）整肠作用及预防肠道疾病的功能
（4）降低血中胆固醇的作用
（5）抗肿瘤作用
（6）预防衰老、延长寿命作用
（二）植物蛋白饮料：是利用蛋白质含量较高的植物种籽和各种核果类为主要原料，经加工制成的乳状饮料。
1.分类(根据生产方式) ：
（1）调制型植物蛋白饮料
（2）发酵型植物蛋白饮料
（三）果胶酶：分解果胶质的多种酶的总称。
1.应用：
（1）果汁提取果胶酶用于提高果汁出汁率。
（2）果汁澄清
（3）果酒澄清、过滤
（4）果实脱皮
（5）其他物质提取
（四）双乙酰：即丁二酮，使啤酒酵母发酵过程中形成的代谢副产物，其含量是影响啤酒风味的重要因素，是品评啤酒成熟与否的重要依据，对啤酒质量有决定性
影响。