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基因工程的前景与应用摘要: 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。
许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。
基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、食品、环保等许多领域。
关键词: 基因工程技术；前景；现状一、基因工程应用在食品方面综述基因工程技术在改善食品原料品质、改良食品工业用菌种和食品加工性能、生产酶制剂和保健食品方面的应用,同时对转基因食品及其安全性问题进行了总结归纳,最后对基因工程技术在食品中的发展前景进行展望。
以DNA重组为核心内容的基因工程技术是一种新兴的现代生物技术。
利用基因工程技术不但可以提高食品的营养价值,去除食物原料中的有害成分,同时还可以通过对农作物品种改良,减少种植过程中农药、化肥等化学品的使用量。
目前,经基因工程改造的产品已在农业、医药、环保等领域占据了重要的地位,特别是在食品工业中越来越显示了它的优越性和发展前景。
基因工程技术在食品领域中的作用目前涉及到对食品资源的改造、对食品品质的改造、新产品的开发、食品添加剂的生产以及食品卫生检测等方面。
基因工程问世30多年来,无论是基础理论研究领域,还是在生产实际应用方面,都取得了惊人的成绩,给国民经济的发展和人类社会的进步带来了深刻而广泛的影响,同时为食品工业开拓了广阔的发展空间。
1.1改善食物原料品质基因工程应用于植物食品原料的生产上,可进行品种改良,新品种开发与原料增产,如选育抗病植物、耐除草剂植物、抗昆虫或抗病毒植物、耐盐或耐旱植物。
除增加产量外,还应用于改良农作物品种特性方面,例如,豆类植物中蛋氨酸的含量普遍较低,但赖氨酸的含量很高;而谷类作物中的两者含量正好相反,通过基因工程技术,可将谷类植物基因导入豆类植物,开发蛋氨酸含量高的转基因大豆。
维生素A(VA)缺乏在发展中国家是一种常见的营养缺乏症,通过基因改造的黄金米(golden rice),可以产生VA的前体物质β-胡萝卜素,为防治VA缺乏症提供了解决办法,但其使用的有效性和安全性一直以来未作深入研究。
生物工程技术在食品行业中的应用及其对食品的影响摘要：近年来我国的科技水平不断发展，各类高新技术接连出现，同时由于人们对生活品质要求的不断提升，生物工程技术开始从幕后走到台前，被人们所熟知。
生物工程技术可以分为基因工程、酶工程、发酵工程，以及细胞工程4个部分。
生物工程的发展速度十分惊人，目前已在农产品、医药产品、食品等多个领域被广泛应用，为人们的生产和生活提供了极大的便利。
关键词：生物工程技术；食品行业；应用引言随着科技的发展，人们的生活质量得到不断提高，食品作为人们生活的必要品之一，社会对食品生产提出了更高的要求。
对于传统的食品生产来说，生产时间长且效率低下，较难满足新时代人们对食品的需求，因此对食品工业领域的进一步研究与优化迫在眉睫。
生物工程技术作为新兴技术，已经开始逐渐应用于食品生产中，不仅能够有效解决人们对食品的需求问题，还能帮助食品工业领域进一步发展。
生物工程技术是一种利用微生物等的一种新兴技术，在食品生产中占有十分重要的地位，其应用价值十分高，能够有效带动食品工业企业的经济发展。
基于此，本文首先分析了应用于食品工业的生物工程技术，接着分析了生物工程技术在食品生产、食品加工、食品质量检验等工作过程中的应用，以此来供相关人士交流参考。
1食品研发中生物工程技术的应用食品生产一般由3个环节构成，即研发、加工和检测，它们构成食品生产的整个链条，保证国民食品的数量和质量。
随着当代生物工程技术的高速发展和各种食材的极大丰富，食品高效研发已经成为极大可能。
当下社会繁荣进步，人们对食品的质量、种类、安全等方面的要求越来越高，在食品开发环节应用生物工程技术能给食品生产带来很大益处，尤其是在功能食品与微生物蛋白食品的开发方面。
运用生物工程技术进行微生物食品的研发，能够有效弥补当前蛋白质食品短缺的情况[1]。
例如，通过藻类微生物食品的研发就可以为人们提供更多种富含蛋白质的食品。
运用生物工程技术进行含磷脂、硒、锌等保健食品的研发也是当前人们所关注的重点项目。
基因工程在社会上的应用目前涵盖了以下几个方面：1.医疗健康领域：基因工程在医疗领域发挥了重要的作用。
例如，利用基因工程可以帮助生产出某些能够恢复或改善人体功能的蛋白质，如胰岛素、生长激素、抗体等。
这些蛋白质可以通过基因工程技术进行大规模生产，以满足医疗需求。
此外，基因工程还可以用于基因治疗，通过修改人体基因来治疗某些遗传性疾病。
2.农业领域：基因工程在农业领域的应用也十分广泛。
例如，通过基因工程可以培育出抗病、抗虫、抗旱等优良性状的作物，提高农作物的产量和品质。
此外，基因工程还可以用于生产转基因食品，例如转基因大豆、转基因玉米等。
这些转基因食品能够提高作物的营养价值，增强抗病能力，提高产量等。
3.环保领域：基因工程在环保领域也有一定的应用。
例如，通过基因工程可以培育出能够降解某些有害物质的微生物，从而帮助处理环境污染问题。
此外，基因工程还可以用于生产生物农药，减少化学农药的使用，保护生态环境。
4.工业领域：基因工程在工业领域也有一定的应用。
例如，通过基因工程可以生产出某些具有特殊功能的酶，用于化工、制药等领域。
此外，基因工程还可以用于生产生物燃料，例如生物柴油、生物乙醇等，这些生物燃料能够替代化石燃料，减少环境污染。
5.基础科学研究：基因工程在基础科学研究中也发挥了重要的作用。
例如，基因工程可以帮助科学家们研究基因的功能和作用，进一步了解生命的本质和规律。
此外，基因工程还可以用于研究人类遗传学、进化生物学等领域的问题，为科学研究提供新的思路和方法。
尽管基因工程在社会上有着广泛的应用，但其安全性和伦理问题也一直备受关注。
因此，在使用基因工程技术时，需要充分考虑其潜在的风险和效益，并遵循科学道德和伦理原则。
基因工程的应用基因工程是指通过改变生物体的遗传物质DNA序列，对其基因组进行修改和重组的技术手段。
它已经广泛应用于许多领域，包括农业、医学和工业等，为人类带来了许多益处和希望。
本文将探讨基因工程在这些领域的应用。
一、农业领域1.转基因植物基因工程技术使得科学家能够向植物中引入异源基因，使植物拥有抗虫、抗草甘膦等抗性能力，从而提高植物的产量和抵抗力。
例如，转基因玉米可以抵抗玉米螟的攻击，转基因大豆可以耐受除草剂的农药，这样可以减少农药的使用，提高农作物的质量和产量。
2.转基因动物基因工程还可以用于改良家禽、家畜等农业动物。
通过引入特定的基因，科学家可以使家禽生长更快、抵抗疾病能力更强，提高家畜的肉质和产量。
这有助于满足人们不断增长的食品需求，并提高食品的质量和安全性。
3.抗性育种基因工程技术可以用于改进常规育种方法，筛选出能够抵抗病虫害和逆境环境的作物品种。
通过定向的基因编辑或转基因技术，可以加强作物对病毒、真菌和昆虫等的抵抗能力。
这为农业生产提供了新的工具和途径。
二、医学领域1.基因治疗基因工程的一项重要应用是基因治疗。
科学家可以通过引入正常基因来修复或替换患者体内缺失或异常的基因。
这项技术为许多遗传性疾病的治疗提供了新的希望，例如囊性纤维化、血友病等。
2.生物制药基因工程技术使得人类能够利用重组DNA技术来生产大量的蛋白质和药物。
通过将目标基因转入快速繁殖的细胞中，科学家可以生产出例如胰岛素、人生长激素等重要药物。
这种方法比传统的化学合成药物更有效，并且避免了使用遗传工程技术的副作用。
三、工业领域1.生物能源基因工程技术可以改良微生物，使其具备高效合成生物能源的能力。
例如，通过改造细菌的代谢途径，可以使其在发酵过程中生产出醇类燃料，如乙醇和丁醇。
这种方式对于替代化石燃料和减少温室气体排放具有重要意义。
2.环境修复基因工程技术还可以应用于环境修复。
通过改造微生物的遗传物质，科学家可以使其具备降解有害物质的能力，如油污染物、有机化合物等。
基因工程在食品工业中的应用与发展前景 学生姓名： 王继宇 学 号： 201172136 班 级： 作物(zyxw)S111 学 院： 农学院 课 程： 现代生物学 指导教师： 李志新、王晓玲
二○一二年六月 基因工程在食品工业中的应用与发展前景 摘要：随着生物技术的不断发展，基因工程技术在食品工业中越来越显示出其
重要性和优越性。本文首先简要介绍了基因工程的定义及基本程序，然后综述了基因工程在食品工业中的应用现状，包括 然后探讨了转基因食品的安全性问题，最后对基因工程技术在食品中的发展前景进行展望。 关键词：基因工程 食品工业 转基因食品 应用 发展前景
以DNA重组为核心内容的基因工程技术是一种新兴的现代生物技术，它作为生命科学领域的前沿科学，在近几十年得到了迅速的发展和广泛的应用。目前，经基因工程改造的产品已在农业、医药、环保等领域占据了重要的地位，特别是在食品工业中越来越显示了它的优越性和发展前景。基因工程应用于食品之中不仅能使食品质量得以提高，还能为世界面临的粮食危机、能源环保等问题提供新的解决思路和方法。二十一世纪，基因工程在食品工业中将得到更为广泛的应用。
1、 基因工程技术与转基因食品
1.1基因工程定义 基因工程(genetic engineering)又称分子克隆或重组DNA技术，其定义为：按照预先设计好的蓝图，利用现代分子生物学技术，特别是酶学技术，对遗传物质DNA直接进行体外重组操作与改造，将一种生物(供体)的基因转移到另外一种生物(受体)中去，从而实现受体生物的定向改造与改良。它主要包括DNA重组技术、基因缺失、基因加倍、外源性基因导是入及改变基因位置等分子生物学技术手段。 基因工程的基本程序：(1)获取所需的目的基因；(2)把目的基因与选好的载体连接在一起，即重组；(3)把重组载体转入宿主细胞；(4)对重组分子进行选择；(5)表达成蛋白，采用合适条件，获得高表达的产品。
1.2转基因食品及其发展现状
1.2.1转基因食品的定义 转基因食品(genetically modified food，GMF)是指以转基因生物为原料加工生产的食品，利用分子生物学手段，将某些生物基因转移至其他生物上，使其出现原物种不具备的性状或产物，针对某一或某些特性，以植入异源基因或改变基因表现等生物技术方式，进行遗传因子的修饰，使动植物或微生物具备或增加特性，进而达到降低生产成本，增加食品或食品原料价值的目的。 转基因食品包括转基因植物性食品、转基因动物性食品和转基因微生物性食品。转基因植物性食品主要培育延缓成熟、耐极端环境、抗病毒、抗枯萎等性能的作物，提高生存能力；培育不同脂肪酸组成的油料作物、多蛋白的粮食作物等以提高作物的营养成分，主要品种有小麦、玉米、大豆、蔬菜、水稻、土豆和番茄等。转基因动物性食品主要以提高动物的生长速度、抗病性、瘦肉率、饲料转化率，增加动物的产奶量和改善奶的组成成分为主要目标，主要应用于兔、鱼类、猪、牛、鸡等。转基因微生物性食品主要改造有益微生物，生产食用酶，提高酶产量和活性，主要有转基因酵母、食品发酵用酶等。利用转基因技术生产的食品是现代生物技术和当代科学成功和进步的标志。 1.2.2转基因食品的发展现状 1973年美国斯坦福大学和旧金山大学Coken和Boyer两位科学家成功地进行了DNA分子重组试验，揭开了基因工程发展的序幕。1983年世界上第一例转基因植物构建成功，1985年第一尾转基因鱼问世，从此揭开了转基因食品生产的序幕。1986年，首例转基因作物获准进行田间试验，1993年延熟保鲜番茄(Calgene公司生产)在美国获准上市，开创了转基因植物商业应用的先例。从此大量的转基因生物作为食品开始进入人们的生活。据有关国际组织统计，1998年全球转基因作物种植面积达2780万hm2，1999年增至3990万hm2，增长44％。1995～1998年全球转基因作物的销售额由0.75亿美元猛增至12亿～15亿美元。迄今，美国已批准50种转基因植物产品商业化，1／4的耕地种植的是转基因作物，其中转基因抗除草剂大豆占美国大豆总面积的55％，转基因玉米占总面积的30％。美国市场上已有近4000种食品来自转基因生物。除了转基因植物性食品外，在食品领域应用的转基因产品还包括转基因动物性食品如乳制品、肉制品及海产品等，和基因工程菌株在发酵食品工业的应用。 我国在八十年代末开始发展农业基因工程研究，经过几十年的发展，对转基因产品的研究有了突破性的进展。如北京农业大学的耐贮转基因蕃茄，中国农科院的转基因棉花一抗虫棉，中国水稻所的转基因杂交水稻，北京大学的抗病虫害蕃茄、甜辣等。据不完全统计，我国已有蓍茄、甜椒、抗虫棉等6个品种获准投入商业化生产，1999年我国种植了30万hm2的转基因农作物，品种以蔬菜和棉花为主，转基因农产品的种植面积仅次于美国、加拿大、阿根廷，居世界第四位。此外，我国还有15种食用农产品的近百个品种正处于实验阶段。
2、 基因工程技术在食品工业中的应用
2.1改造食品原材料，改善食品品质 基因工程应用于植物食品原料的生产上，可对植物的油脂的改良、碳水化合物的改良以及蛋白质的改良，从而得到我们想要的食物品质。 2.1.1油脂的改良 基因工程对油脂品质的改善主要集中在两个方面：控制脂肪酸的链长和饱和度。油脂的酸败是导致油脂品质下降的主要原因。目前已知豆类中的脂氧合酶在酸败过程中扮演重要角色。美国DuPont公司通过反义抑制/共同抑制油酸酯脱氢酶，开发成功高油酸含量的人豆油。这种新型油含有良好的氧化稳定性，很适合用作煎炸油和烹调油。导入硬脂酸—ACP脱氢酶的反义基因，油菜种子中硬脂酸的含量从2％增加到40％硬脂酸—COA可使转基因作物中的饱和脂肪酸(软脂酸、硬脂酸)的含量下降，不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸)的含量增加，其中油酸的含量可增加7倍。 2.1.2碳水化合物的改良 通过基因工程技术可以改变植物食品中淀粉组成及含量，通过反义基因抑制淀粉分枝酶基因则可获得完全只含直链淀粉的转基因马铃薯，Monsanto公司开发了淀粉含量平均提高了20～30％的转基因马铃薯。这种新马铃薯使油炸后的产品具有更强的马铃薯风味，更好的结构，较低的吸油量和较少的油昧。 2.1.3蛋白质的改良 蛋白质改良的目标主要有两个：一是提高必需氨基酸的含量，二是改善蛋白质的加工性能。例如，豆类植物的主要贮存蛋白质——球蛋白中的蛋氨酸含量很低，但赖氨酸含量却较高，而谷物作物中的蛋白质正好相反，通过基因工程技术，可将谷物类植物基因导入豆类植物，开发蛋氨酸酸含量提高的转基因大豆。另外，我国学者把从玉米种子中克隆得到的富含必需氨基酸的玉米醇溶蛋白基因，导入马铃薯中，使转基因马铃薯块茎中的必需氨基酸提高了10％以上。 2.1.4提高对微量元素的吸收 食物中的植酸会影响人们对微量元素的吸收和利用，利用基因工程方法改造的低植酸玉米在动物试验中发现比普通玉米喂养铁的吸收率要提高50％，磷的吸收率提高了7倍。
2.2提高农作物的抗病虫害性能 病虫害是造成粮、棉、油、果蔬等农作物减产、绝收的主要原因之一，植物基因工程技术的迅速发展为防治病虫害提供了一条全新的有效的途径近年来利DNA重组技术、细胞融台技术等基因工程技术将多种抗病毒、抗虫基因导入棉花、小麦、水稻、蕃茄、辣椒等植物体，井获得了稳定的转基因新品系，其中最成功的倒于是我国近两年来广泛种植的抗虫棉．解决了困扰广大棉区数年的棉蛉虫问题，太大减少了农药所造成的环境污染、人畜伤亡等事故，同时也降低了生产成本，提高了产量。
2.3生产食品酶制剂
酶的传统来源是动物肝脏和植物种子，后来因发酵工程技术的发展，使得利用微生物生产各类酶成为可能，20世纪50年代初开始，分子生物学和生物化学的发展使基因工程技术在酶制剂方面的应用越来越广泛。凝乳酶是第一次应用基因工程技术把小牛胃中的凝乳酶基因转移到细菌或真核微生物生产的酶，利用基因工程菌生产凝乳酶是解决凝乳酶供不应求的理想途径。Geoffrog等将编码牛凝乳 酶的基因克隆到乳酸克鲁维酵母中发现，乳酸克鲁维酵母能有效地把凝乳酶原分泌到培养基质，并成功地进行了大规模的工业生产。目前，人类已经利用基因工程技术创造出了许多自然界从未发现的新酶种，例如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、糖化酶等。
2.4改良食品工业用菌数及其性能 最早成功应用的基因工程菌是面包酵母菌。人们把编码麦芽糖透性酶及麦芽糖酶的基因转移至该食品微生物中，通过表达使该酵母含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖酶的含量大大提高，从而在面包发酵过程中产生较多的CO：气体，使面包膨发性能良好、松软可口。另据Meyer副报道，由于丝状真菌具有独特的高容量表达和分泌蛋白的能力，可利用其生产真菌或非真菌来源的酶类，通过基因工程技术可以有效地提高产率及减少非需要的副产物的形成，为此建立一种有效的转化方法至关重要，目前可以应用在真菌上的转化方法有原生质体介导转化法(PMT)、电穿孑L转化法、基因枪转化法以及农杆菌介导转化法(AMT)。
2.5改良食品加工性能
啤酒制造中对大麦醇溶蛋白含量有一定要求，如果大麦中醇溶蛋白含量过高就会影响发酵，容易使啤酒产生混浊，也会使其过滤困难。采用基因工程技术，使另一蛋白基因克隆到大麦中，便可相应地使大麦中醇溶蛋白含量降低，以适应生产的要求。在牛乳加工中如何提高其热稳定性是关键问题，牛乳中的酪蛋白分子含有丝氨酸磷酸，它能结合钙离子而使酪蛋白沉淀。现在采用基因操作，增加k—酪蛋白编码基因的拷贝数和置换，k—酪蛋白分子中Ala—53被丝氨酸所置换，便可提高其磷酸化，使k—酪蛋白分子间斥力增加，以提高牛乳的稳定性，这对防止消毒奶沉淀和炼乳凝结起重要作用。在烘烤工业中，将含有地丝菌属LIPZ
