食品生物技术导论复习考试必背.doc

食品生物技术导论必背食品生物技术：指以现代生命科学的研究成果为基础，结合现代工程技术手段和其他学科的的研究成果，用全新的方法和手段设计新型的食品原料。在食品工业发展的地位：已经渗透到食品工业的方方面面，21世纪的食品工业将是建立在现代食品生物技术和现代食品工程技术两大支柱上的一个全新的朝阳产业。食品生物技术内容：细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、生物工程下游技术、现代分子检测技术基因工程技术对未来新食品作用：利用基因工程对食品进行改良，以提高食品产量和质量，改善风味，使人们吃到更多、更好的食品。生物技术食品的安全性特别是遗传重组食品的潜在致敏性以及潜在毒性。每个物种的dna序列都是一个整体，虽然可能其中只有1% 的dna是有意义的，但由于人类的干预，很有可能致使这个dna序列产生新的，且是人类预想之外的启动子或者密码子，从而产生目标之外的蛋白质乃至目标之外的新性状。这就构成了一种潜在的威胁，在没有进行完备的论证之前，都不能确定其是好是坏！基因工程：用人工的方法把不同的遗传物质（基因）分离出来，在体外进行剪切、拼接、重组，形成基因重组体，然后再把重组体引入宿主细胞或个体中以得到高效表达，最终获得人们所需要的基因产物。操作步骤：a.在供体细胞中用限制性内切酶切割基因，以分离出含有特定的基因片段或人工合成目的基因并制备运载体；b.把获得的目的基因与制备好的运载体用DNA连接酶连接组成重组体 c.把重组体引入宿主细胞 d.筛选。鉴定出含有外源目的基因的菌体或个体限制性内切酶：能在特定部位限制性地切割DNA分子。命名原则：用具有某种限制性内切酶的有机体学名缩写来命名。分类：型限制性内切酶、型型作用：在构建重组载体的时候，需用限制性内切酶切割目的基因和载体，再用连接酶将两者连接起来。eg：EcoR即从大肠杆菌中分离出来的R株型限制性内切酶。理想的基因工程载体应具备的特征：a.能在宿主细胞内进行独立和稳定的DNA自我复制 b.易于从宿主细胞中分离，并进行纯化 c.在其DNA序列中有适当的限制性内切酶单一酶切位点 d.具有能够直接观察的表型特征，在插入外源DNA后。目的基因：指根据基因工程的目的和设计所需要的某些DNA分子的片段，它含有一种或几种遗传信息的全套密码。获得方法：鸟枪法、物理化学法、化学合成法、酶促逆转录合成法。PCR扩增法构建一个理想的DNA重组体分子：目的基因的获得与序列分析，目的基因与与载体的连接(重组与克隆)，重组DNA向受体的转化，重组体的筛选与外源基因的鉴定报告基因：是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，也就是说，是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因从不同水平上检测外源基因是否导入的方法：点杂交、Southern吸印杂交（DNA）、northern吸印杂交(RNA)、western吸印杂交(P2)、原位杂交技术反义RNA技术：把一段DNA序列以反义方向插入到合适的启动子和终止子之间，然后把此基因构建体转化到受体细胞中去，通过选择培养获得转化生物体的技术。原理：反义基因转录生成的mRNA可以抑制具有同源性的内源基因的表达，用这种方法可获得特定基因表达受阻而其他不相关基因的表达不受影响的转基因植株。特点：a.反义RNA可以高度专一地调节某一特定基因的表达，不影响其他基因的表达。b.转化到植物中的反义RNA的作用类似于遗传上缺陷性。c.反义基因整合到植物的基因组中可独立表达和稳定遗传，后代符合孟德尔遗传规律。d.反义基因不必了解其目的基因所编码的蛋白质结构，可省去对基因产物的研究工作。e.反义基因不改变目的基因的结构，在应用上更加安全。在食品中的应用：改造食品微生物、改善食品原料的品质、改进食品生产工艺、生产食品添加剂及功能性食品细胞工程：通过细胞融合、核移植、细胞器移植或染色体操作，产生杂种细胞并发育成个体的技术。基本原理：细胞的全能性，生物膜结构类似。基本技术：无菌操作技术、细胞培养技术、细胞融合技术微生物细胞培养的方法：固体培养、液体培养、连续培养、中间补料培养、同步培养、混合培养动物细胞培养与植物细胞培养、微生物细胞培养有怎样的异同？由于没有细胞壁 最大的区别就是怕剪切力的影响。因此培养中的不同就是围绕避免剪切力而展开。 一般多采用静置培养或者是载体培养或者是非常温和缓慢的“气升式液体培养（替代传统叶轮搅拌）。另外培养基自然是更复杂一些，多需要血清； 很多种类需要贴壁培养（要有载体）大概就这些 根植物细胞或者微生物培养 最根本的原理是相似的。细胞融合的方法：生物学法（毒力低，对人危害小，且容易被紫外线或-丙炔内酯所灭活、化学融合剂法（活性稳定，使用方便，同时促进细胞融合的能力比较强）、电处理融合法植物细胞在食品产业中的应用：生产香料、生产调料、生产食品添加剂生产天然食品、生产植物药动物细胞在食品中的应用：疫苗生产上、干扰素生产上、单克隆抗体生产上、其他基于重组产品生产上细胞酶工程：没的大批量生产和应用技术的过程。基本原理：生命活动的推动机内容：化学酶工程、生物酶工程、酶技术的应用酶的发酵生产原理：发酵条件既要有利菌体生长繁殖，又不影响酶的形成。一般处理是先确定菌体生长的最适条件，然后作出调整以满足酶生成的需要酶的分离纯化步骤：抽提、纯化、制剂酶传感器的工作原理：把酶电极插入待测溶液中，此时固定化酶专一地催化混合物中目的物质发生化学反应，产生某种离子或气体等电极活性物质，再由基础电极给出混合物溶液中目的物质的溶度数据。酶的固定方法：吸附法、共价键结合法、交联法、包埋法固定化酶对食品工业的作用：酶反应系统的影响、酶稳定性的影响蛋白质工程：指通过生物技术对蛋白质的分子结构或者对编码蛋白质的基因进行改造，以便获得更适合人类需要的蛋白质产品的技术。与蛋白质相关技术：基因体外的定向突变和定向进化蛋白质的研究方法：定点诱变技术、定向进化、DNA重组技术、体外异源杂交定位突变技术：需要人工合成同一个含有点突变的引物，经过若干操作步骤后，最终用它来替换正常基因相应位点上的碱基，再把这样改造过的质粒放到细胞内中表达，得到定点突变的蛋白质。对改造蛋白质特性重要意义：在设计和改造新型蛋白质方面的主要步骤：a.将各项物理标准和统计数据结合在一起，结合研究人员的工作经验，借助计算机辅助的图像显示仪选定一个能与水溶性球蛋白相匹配的氨基酸顺序。b.在勾勒出目标蛋白的大体轮廓后，紧接着是对设计蓝图进行具体操作。c.再用MonteCarlo法或分子动力学进行能量极小化计算，使构象的能量水平达到最低和稳定，优化目标蛋白的三维模型。d.对于多肽合成法或基因表达法获得的全新目标蛋白质，应采用光谱法的方法对其结构进行考查。蛋白质在食品中的应用：a.消除酶的被抑制特性 b.引入二硫键，改善蛋白质的热稳定性 c.转化氨基酸残基，改善蛋白质热稳定性 d.改变酶的最适pH值条件 e.提高酶的催化活性 f.修饰酶的催化特异性 g.修饰Nisin的生物防腐效应工业中的发酵：利用微生物形成产物的任何过程微生物代谢中的发酵：属于有机物分解代谢并产生能量的过程。发酵工程的基本内容：菌体、微生物的酶、微生物的代谢产物、转化过程生物反应器：用于生物反应过程的容器总称。类型：微生物细胞反应器、动物细胞培养生物反应器、植物细胞培养反应器对发酵罐中的pH值控制：a.调节培养基的起始。b.即使加入弱酸或弱碱来调节pH值。c.及时补料调节pH值将会有利的促进发酵产率的提高。d.才哟呵那个生理酸性盐作为氮源时。e.可能流加氨水对发酵罐中通气条件控制：通入大量的无菌空气空气过滤的主要原则：为了保证空气过滤器拥有比较高的工作效率，特别是维持一定的气流速度以及排除油、水的干扰，就需要配备一系列的加热、冷却、分离和除杂设备。工艺流程：两级冷却和加热除菌流程、冷热空气直接混合式空气除菌流程、高效前置过滤空气除菌流程、一次冷却和析水的空气过滤流程流加补料：指在发酵过程中补充某些营养成分以维持生产菌株的代谢活动和产物合成。原则：有效控制微生物的中间代谢过程，使之向着有利于产物积累的方向发展。优点：能有力的调节生产菌种的生长和代谢方向，使其在生物合成阶段拥有足够而又不过多的营养物质，保证菌种的正常代谢和产物合成。氧传递系数：氧从气体进入液体的传递阻力的倒数。影响因素：氧传递速率、比表面积、饱和溶氧浓度增加溶氧的工艺措施：a.改变通气速率。b.改变搅拌速度。c.改变气体组成中的氧分压。d.改变罐压。d.改变发酵液的理化性质。e.加入中间传氧介质泡沫对发酵的影响：a对发酵罐的装填系数减少b.产生大量逃液，导致产物的损失c.泡沫“顶罐”d.由于泡沫的液位变动，以及不同生长周期微生物随泡沫漂浮或黏附在罐盖或罐壁上e.影响通气搅拌的正常进行f.使微生物菌体提早自溶g.为了将泡沫控制在一定范围内消除泡沫的主要措施：化学消泡法，机械消泡法目的产物为胞内蛋白质时，说起分离纯化的主要步骤和拟采取的单元操作基因工程产物蛋白质的分离的特殊性：困难性，基因工程产品的分离除了细胞破裂以外，还要进行包涵体的分离、溶解和蛋白质复性等操作。溶剂萃取法的基本规律：相似相溶，是用工业化生产离子吸附法：利用树脂上的离子性功能团与溶液中的离子进行吸附，而将呈离子状态的目的物质或杂质从溶液中分离出来。应用较广下游工程的技术步骤：预处理、固液分