第四章-基因工程在食品工业中的应用-转基因食品与安全.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 基因工程在食品工业中 的应用,第一节 基础性食品原料,第二节 发酵食品,第三节 食品添加剂,转基因食品主要有以下,6,大优点：,1,、解决粮食短缺问题。,2,、减少农药使用，避免环境污染。,3,、节省生产成本，降低食物售价。,4,、增加食物营养，提高附加价值。,5,、增加食物种类，提升食物品质。,6,、促进生产效率，带动相关产业发展。,生物技术在食品领域的应用,主要应用,在食品生物,资源的改造,、,提高食品品质,和,改善食品风味,、,油脂生产,以及,食品卫生检测等。,不是仅仅解决粮食问题，更重要的是，满足人们对食物感官舒适、营养丰富、功能全面的完美要求。,食品级壳聚糖,：,用于功能性食品，保健品，胶粘剂，人体补铁剂，可降解性食品包装袋等,应用现状,主要技术,基因工程,细胞工程,酶工程,应用领域,发酵工程,食品添加剂,:,用生物法代替化学合成，要大力开发功能性食品添加剂等。,生物技术与食品业,第一节 基础性食品原料,一、利用基因工程改造食品微生物,（一）改良酵母菌种,1.,面包酵母,：,1990,年英国允许使用，把具有优良特性的酶基因转至该酵母中，使其麦芽糖透性酶和麦芽糖酶大大提高。,2.,啤酒酵母,：将大麦中,淀粉酶基因转入啤酒酵母并表达，它能利用淀粉发酵，无需麦芽产生该酶，缩短生产流程。,3.,酵母,：将霉菌的淀粉酶基因转入酵母中，使之直接利用淀粉生产酒精。,（二）改良乳酸菌的遗传特性,抗药基因,：利用基因工程技术可以选育无抗药基因的菌株，也可除去已应用菌株中含有的耐药质粒，从而保证食品中菌株的安全性。,风味物质基因,：通过基因工程选育风味物质产量高的菌株。此外，黏多糖对产品风味和硬度也起重要作用。,二、动物性食品原料,（一）转基因家畜,1.,转基因牛,：集中于研究转基因奶牛，目的是改变牛奶的成分和提高产奶量。,研究项目有以下三项：,（,1,）,提高牛奶中,k,酪蛋白的含量,，将,k,酪蛋白转基因在奶牛中表达，可提高,k,酪蛋白的比率，从而有益于提高奶酪的产量。,（,2,）,无乳糖牛奶的生产,将乳糖酶基因在牛乳腺中表达能产生无乳糖牛奶，这种牛奶深受乳糖过敏或消化不良的人群欢迎（体内缺乳糖酶）。,（,3,）,提高牛的产奶量,将采用基因工程技术生产的牛生长激素注射到母牛体内，可提高母牛产奶量。,（二）转基因家禽,提高肉鸡和蛋鸡的抗病能力和生产能力是其研究目标。,（三）转基因鱼,转基因鱼的研究主要集中在观察各种动物来源的生长激素对其生长速度的影响，可使转基因鱼的肌肉蛋白含量和饲料转换效率明显提高，此外，将抗病、耐环境压力等基因引入温热带鱼种体内。,（二）高营养品质的转基因植物,1.,高蛋白品质的转基因作物,（,1,）利用基因工程提高农作物蛋白质品质。,（,2,）同源基因的过量表达。,2.,提高植物性食品的氨基酸含量,提高种子中某种氨基酸的合成能力，从而提高相应氨基酸在贮存蛋白中的含量。,3.,高能量品质的转基因作物,改变食品中碳水化合物、油脂的组成及含量。,4.,富含维生素、微量元素,5.,低过敏原或毒素的转基因作物,（四）改造油料作物,构建的大豆油酸含量多，饱和脂肪酸含量低，此外，可提高油脂中抗氧化剂的含量。,（五）增加食品甜味,应乐果蛋白，环化糊精。,（六）抗病毒的转基因植物,（七）抗除草剂的转基因植物,（八）抗环境压力的转基因植物,四、利用基因工程改进食品生产工艺,1.,利用基因工程改进果糖和乙醇的生产方法。,（,1,）利用微生物培养技术生产所需的酶。,（,2,）利用,-,淀粉酶的高温突变体，进行高温生产。,2.,改良啤酒大麦的加工工艺,降低大麦醇溶蛋白的含量，防止过高影响发酵。,3.,改良小麦种子贮藏蛋白的烘烤特性。,4.,改善牛乳加工特性。,提高牛乳的热稳定性。,一、面包,基因工程第一个改造的食品微生物是面包酵母。把优良特性的酶基因转至该菌中，使该酵母含有更多的麦芽糖透性酶及麦芽糖酶。,1990,年，英国批准使用。,第二节 发酵食品,二、酱油,酱油的优劣与酿造中生成氨基酸的数量密切相关，而氨基酸的生成与多种酶的活性有关。,1.,羧肽酶和碱性蛋白酶,的基因已克隆并成功转化。,2.,用高纤维素酶活力的,转基因米曲霉,生产，使酱油产率明显提高。,3.,抑制米曲霉中,木聚糖酶活性基因,，可降低木糖生成，防止木糖和酱油中的氨基酸产生褐色物质，从而影响风味。,四、乳制品,乳酸菌对人体健康有促进作用。,食用乳杆菌的基因工程包括：,（,1,）提高生产菌在食品发酵过程中的稳定性。,（,2,）改善发酵食品的品质。,控制蛋白酶基因的表达程度，可优化发酵乳制品的组成。,（,3,）缩短生产周期。,第三节 食品添加剂,一、酶制剂的生产,食品酶制剂：就是催化食品加工过程中的各种化学反应，它可以提高生产效率、降低成本，并生产出更优质的产品。,生物酶工程主要包括三方面的内容：,（,1,）用基因工程技术大量生产酶；,（,2,）修饰酶基因，产生遗传修饰；,（,3,）设计出新酶基因，合成新酶。,近,20,年来用基因工程菌发酵生产的食品酶制剂主要有：凝乳酶、,淀粉酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖异构酶、转化酶、普鲁蓝多糖酶（茁霉多糖酶）、脂肪酶、,半乳糖苷酶、,半乳糖苷酶、,乙酰乳酸脱羧酶、溶菌酶、碱性蛋白酶等。,1.,凝乳酶,凝乳酶是第一个应用基因工程技术把小牛胃中的凝乳酶基因转移至细菌或真核微生物生产的一种酶。,1990,年美国,FDA,已批准在干酪生产中使用。,转基因凝乳酶成分单一，纯度高，生产的乳酪在风味上也与从小牛胃中提取的酶相同。,重组,DNA,技术生产小牛凝乳酶，首先从小牛胃中分离出对凝乳酶原专一的,mRNA,（内含子已被切除），然后借助反转录酶、,DNA,聚合酶和,St,核苷酸酶的作用获得编码该酶原的双链,DNA,。再以质粒或噬菌体为运载体导入大肠杆菌。,二、氨基酸,氨基酸工程菌的构建集中在以下几方面：,将氨基酸生物合成途径中限速酶编码基因导入生产菌中，强化其在受体菌中的表达。,强化表达氨基酸输出系统的关键基因，或降低某些基因产物的表达速度，解除中间产物对合成途径可能造成的反馈抑制。,构建能同时合成两种甚至多种氨基酸的工程菌。,（一）苏氨酸,苏氨酸是一种重要的营养强化剂，可以强化谷物、糕点、乳制品，有恢复人体疲劳，促进生长发育的效果。,（二）异亮氨酸,（三）芳香族氨基酸,三、甜味剂,1.,转基因方法可提高糖的含量。,2.,在植物体内表达糖蛋白，是低热量甜味剂。,因其甜味极高，只需少量蛋白质即可，所以产生很少的热量。如：应乐果甜蛋白，奇异果甜蛋白，马槟榔甜蛋白。,3.,用基因工程的方法获得新的糖类。,如：环化糊精。,非洲有一种植物叫应乐果，研究人员在其果实中发现了一种叫做应乐果蛋白的蛋白质，咀嚼时比蔗糖大约甜,1,万倍，而它所含的蛋白质却又不会在新陈代谢中具有与蔗糖相同的作用，它的这种特性使之成为蔗糖的理想替代品。,研究人员把,应乐果,甜蛋白的单链类似物相继转入大肠杆菌、土豆、莴苣和酵母中,得到了具甜味、稳定性和耐受力强的表达产物。,四、香料,天然香料的萃取成本昂贵，产率低，所以生物法生产也逐渐成为香料开发的主流。,例如：我国所有磨科，察属兽类都已被国家列为二级保护野生动物进行严格的保护，除了严禁对它们进行猎捕外，其产品也受到极其严格的控制。当然，它们所生产的察香也不例外。因而靠猎捕野生察来取得察香是不可行的。,五、保健品,食品疫苗,：将某些致病微生物的有关蛋白基因通过转基因技术导入某些受体细胞中，并使其在受体植物中表达，从而使受体植物成为具有抵抗相关疾病的疫苗。,1,、超氧化物歧化酶的基因工程,2,、生产保健食品的有效成分,