浅论现代生物技术在发酵食品生产中的应用_王岩
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现代生物技术在食品工程中的应用现代生物技术指的是以分子生物学、细胞生物学和基因工程为基础,利用现代化技术方法生产各种生物制品,尤其是在食品领域有着广泛应用。
生物技术的优势在于它可以增加食品的品质和安全性,提高产量和营养价值,还可以生产许多以前没有见过或者无法生产的新型食品。
下面我们介绍一下现代生物技术在食品工程中的应用。
1. 基因改良食品利用基因工程技术,可以对植物和动物等生物进行基因改良,使得它们更加适应环境、生产更高产量的食品、抗病抗虫,并增加其滋味和风味等特点。
例如:耐旱、抗虫的转基因玉米,转基因黄瓜、西红柿等植物上有抗病毒的基因,基因改造的猪肉中含有更多的瘦肉和更少的脂肪。
2. 发酵食品生物技术的一个重要应用就是发酵食品,如酸奶、酒类、豆浆等。
利用发酵微生物的作用,原料中的糖类、蛋白质等能够被分解,产生出各种有利于人体健康的物质。
3. 食品加工生物技术可以生产许多高品质食品,如蛋白质饮料、大豆调味品、营养菌活性饮料等。
比如,利用酪蛋白、大豆、蛋白质等作为原材料进行加工,制造营养均衡的食品。
4. 食物保鲜利用微生物酵素、轻油菌等生物保鲜技术,完成食品的真空包装、食品糖化、调味等操作。
5. 食物检测现代生物技术还可以用于生产食品安全检测技术,比如PCR技术、DNA条形码检测技术等,以保证食品的质量和安全。
此外,生物技术还能用于食品的微生物检测和预防控制。
生物技术在食品工程中的应用可以大大提高食品品质,提高食品的生产效率,并且保障食品安全。
当然,我们在享受生物技术发展带来的便利时,也要保持谅解和审慎,谨慎消费。
生物技术在食品工业中的应用现状及发展趋势随着现代科技与工业的高度融合,生物技术在食品工业中的应用越来越广泛。
生物技术指的是研究生命科学原理的技术手段,包括基因工程、细胞培养和代谢工程等。
本文将探讨生物技术在食品工业中的应用现状以及未来的发展趋势。
一、生物技术在食品加工中的应用现状1. 技术手段生物技术在食品加工方面有很多应用,涵盖了从原料加工到食品成品的整个过程。
如基因工程、蛋白质工程、酶工程、微生物发酵工程、细胞培养和代谢工程等。
这些手段的应用使得食品工业进入了一个全新的层次。
2. 基因工程基因工程是最常用的生物技术应用之一。
我们可以通过改良食品中的基因来改变食品的性质。
基因工程技术可以让我们向橙子中添加足够的维生素A,从而使橙子成为一个更好的营养来源。
此外,基因工程还可以用于提高食品的产量和减少食品废物。
3. 微生物发酵工程微生物发酵工程是生物技术中的另一个主要应用。
通过微生物的代谢反应,可以制造出许多食品产品,如食醋、酸奶、干酪等。
把果汁和微生物放在一起,发酵就能得到美味的果醋。
这种技术可以减少食品生产过程中的废弃物,减轻对环境的污染。
4. 代谢工程由于代谢工程和其他相似的技术都能够大大提高食品质量和产量,因此在食品工业中也广泛应用。
代谢工程可以制造出大量的糖、酸、氨基酸等食品配料,同时还可以生产出一些新的美味的口味和食品。
二、生物技术在食品加工中的发展趋势1. 基因编辑技术的广泛运用基因编辑技术的开发和应用将能够完全改变现有食品人造品种的生产方式,这将有助于提高食品的产量和品质。
基因编辑技术的应用也将推动食品工业向更加高效和可持续的方向发展。
2. 食品营养和安全的改善随着生物技术的不断进步,我们将更容易改善食品的质量和营养价值,并使其更适合人类消费。
例如,通过基因编辑技术,可以使作物具有更出色的耐旱和耐病性,这将有助于改善人们的饮食健康,提高食品的营养价值。
3. 多样化的食品选择随着基因编辑技术的不断发展以及食品工业中其他生物技术的应用,未来将会有更多更丰富的食品选择。
现代发酵工程技术在食品领域的应用研究进展摘要:随着科学技术的不断进步,人们对生活的需求也逐渐增加。
目前,生物技术的发展已成为人们关注的话题。
生物工程主要由细胞工程、基因工程、酶工程和发酵工程等组成,在现实生活中得到广泛应用。
发酵工程是基因工程和细胞工程的产物。
实际应用在食品工业、工业发展、医药研发等方面具有不可替代的作用。
论述了发酵工程在我国食品工业中的应用和发展。
关键词:发酵工程;食品领域;应用研究前言:现代生物技术是利用微生物生长和相应的代谢活动在生产各种有用材料的一种工程,发酵工程在整个生物工程技术中占有重要地位,主要包括培育优良的菌种和发酵生产。
谢产品,微生物的生产,天然物质的转化,等等。
发酵工程微生物有效地应用于高新技术的工业生产过程中,现代生物技术的影响非常广泛,如新食品、饮料配料、稳定剂、制造或相关领域的衍生物等。
1发酵工程的发展阶段1.1农产手加工因为在过去,社会经济不发达,人们主要是农业生产,然后发酵工程只在家里或作坊里发酵,发酵生产也就是我们所说的自然手工加工。
当时,因为科技不发达,人们只能通过存在于微生物的性质,进行了处理,但这种方法只用于生产,因为微生物纯自然的许多问题,如萃取效率高,存活率低,甚至可能是生病了,等等。
这也极大地制约了食品领域发酵工程的发展。
1.2近代发酵工程20世纪20年代,由于技术的兴起,工业、食品和医药的需求,传统的生产方式并不满足。
因此,人们使用化学和化学工程技术从农业化学和化学工程中学习来规范发酵过程。
采用机械生产和化学训练,代替传统的手工操作,不仅提高了生产效率,还使发酵工程在发酵生产中取得了第一个历史性的进步。
1.3现代发酵工程通过发酵工程的不断发展,人们逐渐意识到化学工程的模式处理发酵工业生产的问题,玩很难达到预期的效果,化学可能生产的微生物对人体有害的化学物质,严重影响了人们的健康。
因此,它很快被生物工程所取代。
这种生物工程技术是利用微生物的基因,有效地改造它,达到人们想要的效果,满足人们生活的需要。
生物技术在食品产业中的应用近年来,随着科技的不断进步和生物技术的广泛应用,生物技术在食品产业中扮演着重要角色。
生物技术的发展为食品行业带来了许多创新和机遇,不仅提高了食品的质量和安全性,还为食品行业的发展带来了全新的可能性。
1. 基因改良技术基因改良技术是生物技术在食品产业中最为广泛应用的领域之一。
通过基因改良,科学家能够将有益的特征导入作物,提高作物的抗病性、产量和营养价值。
例如,转基因农作物的种植可以提高作物的耐旱性和抗虫性,减少农药的使用,从而增加农民的收益并保护环境。
同时,转基因作物还可以通过改变其营养价值,提高人们的膳食平衡。
2. 生物保鲜技术生物保鲜技术是食品加工和储存过程中的重要一环。
这项技术利用生物微生物和酶的作用,在不使用化学添加剂的情况下延长食品的保质期。
例如,通过应用乳酸菌发酵技术,可以制作出保质期较长的乳制品和发酵食品。
此外,利用生物技术提取和利用天然抗氧化物质,可以有效抑制食品的氧化反应,延长食品的保鲜期。
3. 生物酶的应用生物酶在食品加工过程中具有广泛的应用。
生物酶可以加速食品中的化学反应,提高食品加工的效率和质量。
例如,纳米级生物酶可以在面粉中分解出较少的乳糖,从而使乳糖过敏者也能享受到面包等食品。
此外,蛋白酶和淀粉酶可以在食品加工中提高面团的弹性和黏性,改善食品的口感和质地。
4. 生物传感技术生物传感技术是利用生物材料构建传感器,用于检测食品中的有害物质或微生物。
这项技术可以快速、准确地检测食品中的致病菌、重金属等有害物质。
例如,通过利用抗体的高度特异性和亲和性,可以构建出具有高灵敏度和高选择性的生物传感器,用于检测食品中的金属污染物。
5. 基因测序技术基因测序技术的发展为食品产业提供了全新的可能性。
通过对食品中的基因进行测序,可以准确地检测食品中的成分和来源。
这项技术为食品安全监管提供了有力的手段,可以追溯食品的来源以及潜在的安全隐患。
基因测序技术还可以帮助农民进行精准的农业管理,提高作物的品质和产量。
现代生物技术在食品工程中的应用现代生物技术是一种利用生物科学和生物工程学知识来改善和创造新的生物产品或过程的技术。
它已经广泛应用于食品工程领域,对食品的品质、安全性和生产效率进行了改进和提高。
以下是现代生物技术在食品工程中的主要应用。
1. 转基因技术:转基因技术是现代生物技术最重要的应用之一。
通过将外源基因导入食物作物的基因组中,可以使作物具有抗虫、抗病能力,提高产量和耐逆性。
转基因玉米、大豆和棉花已经广泛种植,并取得了显著的增产效果。
转基因作物的广泛种植减少了农药的使用量,对环境更友好。
2. 发酵技术:发酵技术是食品工程中常用的生物技术之一。
通过利用微生物的代谢能力产生特定的食品成分和产物,如酒精、酸、酶和氨基酸。
发酵技术可以改善食品的口感、风味和营养价值。
酸奶、啤酒、酱油和酵母饼干都是利用发酵技术生产的。
3. 基因工程:基因工程技术在食品工程中的应用主要集中在提高食品的品质和营养价值方面。
通过改变食物作物的基因组,可以使其具有更高的营养价值,如增加维生素、蛋白质和其他有益成分的含量。
基因工程技术已经成功地用于提高香蕉的维生素A含量,以减少儿童夜盲症的发生率。
4. 细胞培养技术:细胞培养技术是利用植物或动物细胞在无菌条件下培养和繁殖的技术。
这种技术可以用于生产无菌种子、薯块和和菌种。
通过细胞培养技术,还可以生产动物肉、蛋白质和其他食品成分,以满足不同地区和文化对食品的需求。
5. 酶工程:酶工程是利用生物技术改变酶的性质、活力和稳定性的技术。
在食品工程中,酶工程被广泛应用于提高食品质量和生产效率。
通过引入适当的酶,可以提高食品的口感、降低生产成本、加速反应速度和减少废物产生。
6. 无公害农药和化肥:生物技术还可以应用于无公害农药和化肥的研发和生产。
通过利用生物技术,可以开发出对害虫有针对性的农药,减少对环境和人体的不良影响。
生物技术还可以开发出高效的微生物肥料,提高农作物的养分吸收效率。
现代生物技术在食品工程中的应用已经取得了显著的成果。
生物技术在食品生产中的应用和发展随着人类社会的发展,食品生产的技术也在不断地改进和创新。
其中,生物技术在食品生产中的应用和发展已经成为一个备受关注的研究领域。
本文将着重探讨生物技术在食品生产中的应用和发展,从而深入了解其对现代食品生产的重要性。
一、食品生产与生物技术在过去的几十年中,人们对食品的要求变得越来越高。
传统的食品生产方式已经不能满足人们对食品质量、安全性、营养成分等方面的需求。
现代食品生产则需要通过技术手段来解决这些问题。
而生物技术正是一种发展较快的技术手段。
生物技术主要是指运用生物工程技术、从事生物学、生物化学及相关学科的基础和应用研究,以实现对生物体及生物过程的研究、发展和利用的一门综合性技术。
生物技术不仅能对传统的工业制造、农业生产、医疗卫生等方面进行发展和改进,也能对食品生产及食品安全进行改良和提高。
二、生物技术在食品生产中的应用生物技术的应用在食品生产中非常广泛,以下是几种典型的例子:1、基因编辑基因编辑是指通过人工干预卵细胞的基因组结构,实现对生物诱变和基因重组等生物学过程的控制,从而实现对生物性状控制和提高的一种方法。
在食品生产中,基因编辑可以用来实现对植物和动物的基因重组,改变其生长性状、产量、耐性等特征。
比如,科学家可以通过对作物基因编辑,来提高作物的免疫力、调整营养成分、提高产量等特性。
此外,通过对食肉动物的基因编辑,也能实现对其养殖和肉品质量的控制。
2、发酵技术发酵技术是一种利用细菌、真菌或微生物等触媒催化有机物转化的一种过程。
在食品生产中,利用发酵技术可以促进食品品质提升,增强其口感、营养及保质期等特点。
例如,酸奶是一种利用乳酸菌发酵奶制成的食品,酸奶中乳酸菌含量高,有利于人体消化和免疫系统,因此酸奶被视为一种健康食品。
同时,发酵技术也广泛应用于酱油、面包、啤酒等食品生产中,增加食品的风味和品质。
3、生物保鲜技术生物保鲜技术是指通过合理地使用微生物和酶等生物体,来延长食品的保质期和防止腐败的技术。
生物科技在食品生产领域中的应用随着人类社会的不断发展和食品需求的日益增加,生物科技在食品生产领域中的应用得到了越来越广泛的关注。
生物科技不仅可以提高农作物的产量和品质,还可以改善食品的安全性、口感和营养价值。
本文将从提高农作物产量、改善食品安全性、创新食品种类、延长食品保质期等方面探讨生物科技在食品生产领域中的应用。
一、提高农作物产量高产是农业生产中最基本的要求。
利用基因工程技术,可以通过改变作物的基因来提高其产量和抗病性。
例如,将内源于鲈鱼的生长激素基因导入到植物细胞中,可以使作物的生长速度更快,从而提高产量。
相比传统农业,靠天吃饭、劳动力密集型的情况下,利用生物科技的手段可以更有效地保证丰收。
二、改善食品安全性食品安全一直是人们关注的重点。
运用生物技术,可以对食品进行复杂的检测和监管,以确保食品的质量和安全性。
例如,现在很多国家都要求在加工过程中添加转基因、添加剂和农药等物质时,必须设立专门的检测系统和标签系统,以便顾客购买时进行选择。
另外,利用基因编辑技术,研究人员可以定向地特异性改变食品中的基因序列,从而减少有害物质产生的可能性,提高食品的安全性。
三、创新食品种类利用基因工程技术,可以创建全新的食品种类和口味。
例如,基因工程技术可以用来研发抗过敏食品,如花生过敏,通过基因修改花生中含有的蛋白质种类来生产一种可以使花生迎合过敏者喜好的食品,避免了过敏戒断导致的不良后果。
另外,基因工程技术还可以加快新品种食品的研发,对原本难以人工改良的食品,通过调整基因改变其口感、营养价值等,满足顾客不断升级的需求。
四、延长食品保质期食品保质期也是食品生产领域中十分重要的一环节。
许多生物技术手段可以被应用于食品生产领域。
例如,利用基因编辑技术改变食品中的基因结构,进而改变食品中的微生物质量;或运用益生菌,通过寄主-微生物共生的方式,促进食品质量保持。
此外,通过建立微生物种群学数据库,可以揭示食品腐败过程中微生物种群及其作用机制,为延长食品质量期挖掘生物技术的新功能和潜能。
生物技术在食品加工中的应用生物技术在食品加工方面的应用越来越广泛,它为提高食品质量、增加食品种类、改善食品加工工艺等方面带来了诸多创新。
本文将重点探讨生物技术在食品加工中的应用,并介绍一些具体的例子。
一、发酵技术发酵技术是利用微生物生物转化能力将食材进行加工的一种方法。
通过发酵技术,食品中的营养成分可以得到保留和提升,食品口感和风味也可以有所改善。
例如,酸奶就是通过乳酸菌的发酵制作而成,乳酸菌可以将乳中的乳糖转化为乳酸,同时也增加了乳酸菌的数量,提高了酸奶的口感和保质期。
二、基因编辑技术基因编辑技术是指通过人工干预目标生物体的基因组,改变其遗传性状的方法。
在食品加工中,基因编辑技术可以用于提高农作物的产量和抗病虫害能力,改善其质量和口感。
例如,利用基因编辑技术可以使水稻中抗虫基因的表达水平提高,从而减少农药的使用量,增加水稻的产量和质量。
三、生物传感器生物传感器是一种能够检测、分析和监测生物体内相关物质的设备。
在食品加工中,生物传感器可以用于检测食品中的有害物质和微生物,保障食品的安全性。
例如,利用生物传感器可以检测食品中的重金属、农药残留等有害物质,及时发现并防止食品中有害物质超标。
四、酶技术酶技术是利用酶作为催化剂,在食品加工过程中实现特定反应的方法。
通过酶技术,食品加工可以更加高效、环保和可持续。
例如,利用淀粉酶可以将淀粉分解为糖类,从而提高食品的甜味和口感。
同时,酶技术还可以用于提取食品中的活性物质,如酶解牛奶中的酪蛋白,从而改善产品的功能性。
五、微生物菌种的应用微生物菌种在食品加工中有着广泛的应用。
例如,肉制品中的益生菌可以改善肉制品的质地和品质,同时也具有一定的保鲜作用。
另外,利用微生物菌种可以制作出多种类型的发酵食品,如面包、啤酒、酱油等,丰富了食品的种类和口味。
综上所述,生物技术在食品加工中的应用已经取得了显著的成果。
通过发酵技术、基因编辑技术、生物传感器、酶技术以及微生物菌种的应用,食品加工业可以更好地满足消费者对食品质量、安全性和多样性的需求。
现代生物技术在食品工程中的应用摘要:食品工程包括食品研发、食品生产加工和食品检测等多个环节,这些环节比较复杂,如何利用现代科技优势强化食品工程成果,确保食品安全、开发出更多优质食品、满足人民群众的需求,是当前应当重点思考的问题。
文章对现代生物技术在食品工程中的应用进行了研究,旨在将生物技术灵活应用于食品工程之中,充分满足研发、加工与检测等环节的需求,促进我国食品行业的健康可持续发展。
文章简要阐述了食品工程以及其中的现代生物技术,然后分别从多个现代生物技术角度入手对现代生物技术在食品工程中的应用进行了探究。
关键词:现代生物技术;食品工程;应用随着现代科学技术体系的不断完善,食品工业也发生了一定变革,并且和现代生物技术之间的结合日渐密切。
现代生物学手段较传统生物学手段更具科学性以及高效性,不管是对食品工程学发展还是食品工业发展都有着非常重要的影响。
在食品工程中,现代化生物技术有利于新商品的开发,也有利于食品来源的拓展,为食品工程科学研究予以理论层面的支持。
在民生工程中,食品工程极为关键,并且近几年来人们对食品的要求逐渐提高,主要包括食品的安全性个性化以及多样化需求等。
在食品安全中,现代生物技术能够使人们的需求获得极大满足。
生物技术在食品生产中的有效应用,对食品工程发展有着一定的促进作用,有利于完善民生工程。
一、现代生物技术的概述食品工程在我国发展中极为关键。
自改革开放以来,食品工程需求也发生了一定改变,并且个性化以及多样化的特征明显,同时人口规模的扩大对食品来源的要求逐渐提高。
因此,怎样凭借现代生物技术促进食品工程领域效率的提高越来越成为研究重点。
并且,现代生物技术并不是单独的技术,而是综合性的概念,需要融合新型技术以及生物技术。
(一)基因工程在现代生物技术中,基因工程的应用范围存在广泛性,并且效果明显。
其中,DNA重组是其核心所在。
科学家一般从优质农作物培养等需求出发切割生物体内的优质遗传基因在对受体进行确定之后则展开基因转入,凭借各种手段使这一基因特性进行表达,进而获取人类需要的产物。
开 发 应 用浅论现代生物技术在发酵食品生产中的应用王 岩(黑龙江生物科技职业学院,黑龙江 哈尔滨 150025) 摘 要:现代生物学和分子生物学的发展,对基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等现代生物技术工 程产生重要影响,其在食品发酵生产中的应用越来越广。
本文阐述了基因工程、细胞工程、酶工程等现代生物技术在食 品发酵生产中的应用。
关键词:生物技术;发酵食品;应用 DOI:10.3969/j.issn.1671-6396.2011.23.008 现代生物技术的迅猛发展,成就斐然,推动着科学技 术的进步,促进着社会经济的发展,改变着人类的生活与 思维方式,影响着人类社会的发展进程。
现代生物技术的 成果越来越广泛地应用于医药、食品能源、化工、轻工和 环境保护等诸多领域。
生物技术是21世纪高新技术革命的 核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。
专家预 测到2020年,生物技术产业将成为世界经济体系的支柱产 业之一。
生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、 生物系统创造新物种,并与工程原理相结合,加工生产生 物制品的综合性科学技术。
现代生物技术则包括基因工 程、细胞工程、酶工程和发酵工程、蛋白质工程等领域。
在我国的工业食品中,生物技术工业化产品占有相当大的 比重。
近年来,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值 占工业食品总产值的17%。
现代生物技术在发酵食品领域中 有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在发 酵食品生产中的应用。
1 基因工程技术在发酵食品生产中的应用 基因工程技术是现代生食品 生 物技术的核心内容,采 用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要,将具有遗 传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再 将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁 殖,并使目的基因在受体细胞中快速表 达,产生出人类所 需要的产品或组建成新的生物类型。
发酵食品生产的关键是优良菌株的获取,除选用常用 的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因 工程结合,进行改造生产菌种。
1.1 改良面包酵母菌的性能 面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。
将 优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶 及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产 生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出 膨润松软的面包。
1.2 改良酿酒酵母菌的性能 利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改 进传统的酿酒工艺,并使之多样化。
采用基因工程技术将收稿日期: 2011-06-18 修回日期:2011-07-13 作者简介: 王岩(1963-),女,大学本科,副教授,现从事生物技术教学工作。
大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀 粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工 艺。
目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤 酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株、 提高生香物质含量的啤 酒酵母菌株。
1.3 改良乳酸菌发酵剂的性能 乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的 一类微生物。
乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控 表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、 Nisin诱导系统、pH诱导系统和噬菌体衍生系统。
相对于乳 酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较 缺乏,不过已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌 的克隆载体。
研究发现乳酸菌基因突变有两种方法:第一 种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种 方法是依赖于克隆的基因组DNA片断和染色体上的同源部位 的重组整合而获得。
通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具 有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外 多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。
2 细胞工程技术在发酵食品生产中的应用 细胞工程是生物工程的主要组成部分之一,产生于 20世纪70年代末至80年代初,是在细胞水平上改变细胞的 遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技 术过程。
细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢 物的生产等。
细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用 下,使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。
细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种 的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产 物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。
与基因 工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可 能性。
例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基 酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏 氨酸高产新菌株。
酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离 子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。
日本国税 厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿 (下转 第3 5页)17开 发 应 用乘法器,本设计中乘加单元(MAC)的乘法器采用阵列乘法 器,以提高运算速度。
由于MaxplusⅡ的LPM库中乘法运算为 无符号数的阵列乘法,所以使用时需要先将两个补码乘数转 换为无符号数相乘后,再将乘积转换为补码乘积输出 。
每 个二阶节完成一次运算共需要6个时钟周期,而且需采用各 自独立的MAC实现两级流水线结构,即每个数据经过两个二 阶节输出只需要6个时钟周期。
补码乘加模块所输出的信号 送入累加器后,与寄存于累加器中的上一步计算的中间结 果相加,最后将此步的计算结果经由输出引脚输出,所得 信号即为最终结果。
完成顶层模块设计后,进行顶层文件的设计。
顶层文 件设计采用了元件例化的方式,直接调用设计好的底层文 件。
在开发软件平台上,对顶层文件进行编译后,采用了 一组输入信号和系数对IIR数字滤波器进行了仿真,仿真波 形如图2所示。
并将仿真值和计算值进行了比较,如表1中 所示。
[5]由表1可见,仿真值结果正确,只是与真值之间存在一 定的误差,仿真值越大时误差越大,这是由于有限精度算 法所引起的误差,经累加器累加后使得误差变得越来越 大,要解决这一问题可以通过增加二进制位数来提高系统 的运算精度。
要 实 现 一 个 高 阶 I I R 数 字 滤 波 器 , 只 需 将 多个 二 阶 IIR数字滤波器进行级联,即可实现。
一方面各基本节的零 点极点可以很方便地单独进行调整,另一方面可以降低对 二进制数位数的要求。
4 结束语 设计了一种基于FPGA的IIR数字滤波器,采用层次化的 设计思想,首先设计底层模块,然后设计顶层文件,最后 在开发软件MAX+PLUSⅡ上仿真设计的电路。
IIR数字滤波器 分为四个功能模块:时序控制模块、延时模块、补码乘加 模块和累加模块。
用VHDL语言分别对各模块进行电路设 计,然后对设计的电路进行仿真和综合。
仿真结果表明, 设计的IIR数字滤波器运算速度较快。
但由于有限精度算法 致使仿真结果存在一定的误差,可以通过增加二进制位数 来提高系统的运算精度。
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目前, 微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线 菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领 域的新菌种。
3 酶工程技术在食品发酵生产中的应用 酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和 高度受控性的一类特殊生物催化剂。
酶工程是现代生物技 术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一 定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质 定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或 细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感 器等。
酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是 用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。
如啤酒 酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助 原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维 素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而 减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。
使用微生物淀粉 酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短 糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程 中浸出,从而降低麦汁色泽。
二是用酶来处理发酵菌种的 代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。
啤酒中 的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的 主要指标。
当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生 一种不愉快的馊酸味。
双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙 酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发 酵后期还原双乙酰需要约5~10d的时间。
崔进梅等报道, 发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接 形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。
在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性 能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。
不仅提高了产 品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的发酵食 品,而且有利于加速食品加工业的发展。
随着生化技术的 日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵食品,使生 物技术在食品发酵生产中的应用更加广泛。
参考文献:(略)35。