《食品生物技术导论》PPT课件
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一、史前时期
从出土文物发现，追ຫໍສະໝຸດ Baidu至距今数千多年前的龙山文化时期。酿酒、制 醋和制酱等发酵技艺已经发展到世界一流水平。
二、近代时期
• 从19世纪50年代开始，伴随着欧洲的文艺复兴带来科学和工业的繁荣。 由于法国科学家巴斯德（Pasteur）对微生物学创立的贡献，德国科 学家柯赫（Koch）发明了微生物的分离和纯种培养技术和法国学者布 合乃尔（Buchner）兄弟俩通过实验揭示了发酵本质是细胞中酶的作 用。标志着传统食品生物技术向近代食品生物技术的发展。从传统发 酵食品的生产靠天然微生物作用 。
• 1983 年 美 国 Genex 公 司 K·Utrner 提 出 蛋 白 质 工 程 （ protein engineering）概念，其涵义是指从蛋白质分子结构的设计入手，将待 改进的蛋白质提纯为结晶，用x射线衍射等手段研究其空间构象，确定 其需要改变的氨基酸残基，然后再用基因定位突变和体外定向进化等方 法达到修饰蛋白质分子空间结构的目的。
化工程，包括固定化酶、固定化细胞和固定化活细胞体系等。 酶工程的应用能有效地改造传统的食品工业。
三、食品与发酵工程
• 发酵工程其涵义是采用现代发酵设备，使经基因重组技术改良的细胞 或经其它现代技术改造的菌株进行放大培养和控制发酵，获得工业化 生产预定的食品产品或食品的功能成分。
四、食品与细胞工程
四、食品生物技术属高新技术范畴
根据当今世界科技发展对世界经济发展贡献情况。信息、能源、生物 技术、航天、材料、汽车和环境等己被列为世界“七大”高科技领域。
五、食品生物技术已成为食品科学发展的重要研究方向
• 食品生物技术作为生物技术的分支学科，在自然科学中涵盖范围广为 其特征。
第四节 食品生物技术发展简史
论
第一节 食品生物技术涵义
一、生物技术
所谓生物工程是达到特殊目的生物过程的控制性工程 “操纵生 物 （微生物、植物、动物）的细胞、组织或酶，进行生物合成 及分解转化”。
二、食品生物技术
食品生物技术（food biotechnology）是利用生物体及其细胞、 亚细胞和分子组成部分，结合工程学、信息学等手段去研究及加 工处理或制造食品产品的新技术。
食品生物技术导论
• 第一章 绪 论
目录
• 第二章 食品与基因工程
• 第三章 食品与蛋白质工程
• 第四章 食品与酶工程
• 第五章 食品与发酵工程
• 第六章 食品与细胞工程
• 第七章 食品生物工程中的下游过程
• 第八章 食品生物技术与食品安全检测
• 第九章 生物技术与食品工业“三废”治理
第一章 绪
• 第一节 食品生物技术涵义 • 第二节 食品生物技术研究内容 • 第三节 食品生物技术特点 • 第四节 食品生物技术发展简史 • 第五节 分子生物学的形成和发展
六、食品与后基因组学
2003 年 随 着 人 类 基 因 组 图 谱 草 图 绘 制 成 功 ， 为 后 基 因 组 学 （ postgenomics）的诞生拉开了序幕。而现代研究认为，一个基因可以编码数 个 蛋 白 质 ， 随 之 形 成 所 谓 基 因 组 学 （ genomics ） 和 蛋 白 质 组 学 （proteomics），近年来，在日本、美国和德国等国又启动了营养基因 组学（nutrigenomics）的研究。
应用细胞生物学方法，按照人们预定的设计，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、细胞拆合技术以及动物、植物 大量控制性培养技术，还包括染色体工程和细胞质工程等内容。
细胞工程与微生物细胞培养一样，在人工控制条件下在生物反应器中 大规模培养，获得人类所需要的各种食品产品及保健产品
五、食品与蛋白质工程
图1-1 食品生物技术产业链示意图
二、食品生物技术属边缘性交叉学科
• 生物技术是研究生命的科学技术，是生物科学和工程学综合交叉的边 缘学科。
三、食品生物技术具有“六高”基本特征
食品生物技术与其他高新技术一样，对国民经济的发展和食品工业的 革新具有“六高”的基本特征：即高效益，高智力、高投入、高竞争、 高风险和高潜力。
第二节 食品生物技术研究内容
一、食品与基因工程
基因工程又称遗传工程，它是在体外将异源DNA（目的基因）与基因 载体（质粒、病毒等）重组成复制子并转移至宿主细胞的过程。
二、食品与酶工程
酶是活细胞产生的具高度催化活性和高度专一性的生物催化剂。 所谓酶工程是把酶或细胞或经过修饰后直接应用于化学反应的生物催
二、生物进化论
奥地利学者格里哥尔.孟德尔（Gregor Mendel）研究认为，遗传性状 是由一对遗传因子决定的，
四、摩尔根的基因学说
• 摩尔根提出：“物质必须由某种独立的要素组成，正是这些要素我们 叫做遗传因子，或者更简单地叫做基因”。
五、基因本质的发现
摩尔根提出：“物质必须由某种独立的要素组成，正是这些要素我们 叫做遗传因子，或者更简单地叫做基因”。多年来研究证实这种转化 物质就是DNA，这是基因本质的重大发现。
三、现代的发展
从20世纪50年代初开始，伴随着生物化学，遗传学和化学分析技术的 发展。特别是1953年“DNA双螺旋结构”的发现、1969年酶固定化技 术的应用成果和1973年基因工程诞生等重大科技成就为标志的划时代 发展
第五节 分子生物学的形成和发展
一、细胞学说
在19世纪中时施莱登和施旺（Schwann）两位学者经过20年的研究绘 出有关细胞结构明显图象和细胞组成，从而创立了细胞学说。
七、食品与食品安全
• 生物技术的发展为食品安全的检测提供高速高效的PCR系统检测技术。 为加强食品安全在食品加工过程除必须严格执行CAC、HACCP、GMP和 ACP安全体系外。还必须制订切实可行的食品安全监督管理体系。
第三节 食品生物技术特点
一、食品生物技术与食品产业化紧密相关
食品生物技术对改造传统食品工 业和农副产品深加工，具有革命 性意义和较大的经济价值。食品 生物技术即食品生物工程包括上 游工程（up stream process）和 下 游 工 程 （ down stream process），整个过程有多个操作 工序，一环扣一环，核心技术为 生物技术和酶工程，形成较为完 整的产业链，如图1-1所示。
从出土文物发现，追ຫໍສະໝຸດ Baidu至距今数千多年前的龙山文化时期。酿酒、制 醋和制酱等发酵技艺已经发展到世界一流水平。
二、近代时期
• 从19世纪50年代开始，伴随着欧洲的文艺复兴带来科学和工业的繁荣。 由于法国科学家巴斯德（Pasteur）对微生物学创立的贡献，德国科 学家柯赫（Koch）发明了微生物的分离和纯种培养技术和法国学者布 合乃尔（Buchner）兄弟俩通过实验揭示了发酵本质是细胞中酶的作 用。标志着传统食品生物技术向近代食品生物技术的发展。从传统发 酵食品的生产靠天然微生物作用 。
• 1983 年 美 国 Genex 公 司 K·Utrner 提 出 蛋 白 质 工 程 （ protein engineering）概念，其涵义是指从蛋白质分子结构的设计入手，将待 改进的蛋白质提纯为结晶，用x射线衍射等手段研究其空间构象，确定 其需要改变的氨基酸残基，然后再用基因定位突变和体外定向进化等方 法达到修饰蛋白质分子空间结构的目的。
化工程，包括固定化酶、固定化细胞和固定化活细胞体系等。 酶工程的应用能有效地改造传统的食品工业。
三、食品与发酵工程
• 发酵工程其涵义是采用现代发酵设备，使经基因重组技术改良的细胞 或经其它现代技术改造的菌株进行放大培养和控制发酵，获得工业化 生产预定的食品产品或食品的功能成分。
四、食品与细胞工程
四、食品生物技术属高新技术范畴
根据当今世界科技发展对世界经济发展贡献情况。信息、能源、生物 技术、航天、材料、汽车和环境等己被列为世界“七大”高科技领域。
五、食品生物技术已成为食品科学发展的重要研究方向
• 食品生物技术作为生物技术的分支学科，在自然科学中涵盖范围广为 其特征。
第四节 食品生物技术发展简史
论
第一节 食品生物技术涵义
一、生物技术
所谓生物工程是达到特殊目的生物过程的控制性工程 “操纵生 物 （微生物、植物、动物）的细胞、组织或酶，进行生物合成 及分解转化”。
二、食品生物技术
食品生物技术（food biotechnology）是利用生物体及其细胞、 亚细胞和分子组成部分，结合工程学、信息学等手段去研究及加 工处理或制造食品产品的新技术。
食品生物技术导论
• 第一章 绪 论
目录
• 第二章 食品与基因工程
• 第三章 食品与蛋白质工程
• 第四章 食品与酶工程
• 第五章 食品与发酵工程
• 第六章 食品与细胞工程
• 第七章 食品生物工程中的下游过程
• 第八章 食品生物技术与食品安全检测
• 第九章 生物技术与食品工业“三废”治理
第一章 绪
• 第一节 食品生物技术涵义 • 第二节 食品生物技术研究内容 • 第三节 食品生物技术特点 • 第四节 食品生物技术发展简史 • 第五节 分子生物学的形成和发展
六、食品与后基因组学
2003 年 随 着 人 类 基 因 组 图 谱 草 图 绘 制 成 功 ， 为 后 基 因 组 学 （ postgenomics）的诞生拉开了序幕。而现代研究认为，一个基因可以编码数 个 蛋 白 质 ， 随 之 形 成 所 谓 基 因 组 学 （ genomics ） 和 蛋 白 质 组 学 （proteomics），近年来，在日本、美国和德国等国又启动了营养基因 组学（nutrigenomics）的研究。
应用细胞生物学方法，按照人们预定的设计，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、细胞拆合技术以及动物、植物 大量控制性培养技术，还包括染色体工程和细胞质工程等内容。
细胞工程与微生物细胞培养一样，在人工控制条件下在生物反应器中 大规模培养，获得人类所需要的各种食品产品及保健产品
五、食品与蛋白质工程
图1-1 食品生物技术产业链示意图
二、食品生物技术属边缘性交叉学科
• 生物技术是研究生命的科学技术，是生物科学和工程学综合交叉的边 缘学科。
三、食品生物技术具有“六高”基本特征
食品生物技术与其他高新技术一样，对国民经济的发展和食品工业的 革新具有“六高”的基本特征：即高效益，高智力、高投入、高竞争、 高风险和高潜力。
第二节 食品生物技术研究内容
一、食品与基因工程
基因工程又称遗传工程，它是在体外将异源DNA（目的基因）与基因 载体（质粒、病毒等）重组成复制子并转移至宿主细胞的过程。
二、食品与酶工程
酶是活细胞产生的具高度催化活性和高度专一性的生物催化剂。 所谓酶工程是把酶或细胞或经过修饰后直接应用于化学反应的生物催
二、生物进化论
奥地利学者格里哥尔.孟德尔（Gregor Mendel）研究认为，遗传性状 是由一对遗传因子决定的，
四、摩尔根的基因学说
• 摩尔根提出：“物质必须由某种独立的要素组成，正是这些要素我们 叫做遗传因子，或者更简单地叫做基因”。
五、基因本质的发现
摩尔根提出：“物质必须由某种独立的要素组成，正是这些要素我们 叫做遗传因子，或者更简单地叫做基因”。多年来研究证实这种转化 物质就是DNA，这是基因本质的重大发现。
三、现代的发展
从20世纪50年代初开始，伴随着生物化学，遗传学和化学分析技术的 发展。特别是1953年“DNA双螺旋结构”的发现、1969年酶固定化技 术的应用成果和1973年基因工程诞生等重大科技成就为标志的划时代 发展
第五节 分子生物学的形成和发展
一、细胞学说
在19世纪中时施莱登和施旺（Schwann）两位学者经过20年的研究绘 出有关细胞结构明显图象和细胞组成，从而创立了细胞学说。
七、食品与食品安全
• 生物技术的发展为食品安全的检测提供高速高效的PCR系统检测技术。 为加强食品安全在食品加工过程除必须严格执行CAC、HACCP、GMP和 ACP安全体系外。还必须制订切实可行的食品安全监督管理体系。
第三节 食品生物技术特点
一、食品生物技术与食品产业化紧密相关
食品生物技术对改造传统食品工 业和农副产品深加工，具有革命 性意义和较大的经济价值。食品 生物技术即食品生物工程包括上 游工程（up stream process）和 下 游 工 程 （ down stream process），整个过程有多个操作 工序，一环扣一环，核心技术为 生物技术和酶工程，形成较为完 整的产业链，如图1-1所示。