《食品生物技术》课件

陈永胜张继星1857年Pasteur发现发酵过程是由微生物作用的结果，并因此成为当之无愧的生物工程之父。人类利用发酵生产是在19世纪，主要产品有乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白质及酶等初级产物。20世纪40年代，以获取细菌的次生代谢物－－抗生素为主要特征的抗生素工业成为生物工程的支柱产业。50年代氨基酸发酵工业成为生物工程的一个重要组成局部。60年代又增加了酶制剂工业这一新成员。生物转化的环节更为有效，不仅可以别离得到高产菌株，还可以人工制造高产菌株；原核生物化和真核生物都可以表达大量的外源蛋白〔胰岛素、病原抗原等〕，动植物也可以作为天然的生物反响器；大大简化新药的开发和监测系统；基因工程〔GeneEngineering〕细胞工程〔CellEngineering〕酶工程〔EnzymeEngineering〕发酵工程〔FermentationEngineering〕蛋白质工程〔ProteinEngineering〕

基因工程微生物动植物个体或细胞工程菌蛋白质或酶发酵过程蛋白质工程或酶工程细胞工程优良的动植物品系产品高效和经济清洁、低耗和可持续开展可遗传、易扩散与自主扩展对人类伦理和人性尊严有直接影响〔如克隆人…..〕根据研究领域和内容：农业生物工程食品生物工程医药生物工程海洋生物工程.……………..1改善农业生产、解决粮食短缺〕2提高生命质量，延长人类寿命3解决能源危机、治理环境污染4制造工业原料、生产贵重金属人口、资源〔包括能源〕、粮食、环境是人类面临的最重大的问题

1改善农业生产、解决粮食短缺〔民以食为天〕1.1提高农作物的产量和品种培育抗逆的作物优良品系植物种苗的工厂化生产提高粮食品质生物固氮，减少化肥使用量〔减少了能耗和环境污染〕1.2开展畜牧业生产〔丰富人们的饮食生活〕动物的大量快速繁殖英国的Roslin研究所培育出“多莉〞〔1997年2月绵羊乳腺细胞〕培育动物的优良品系很多转基因动物，羊、猪、鱼…,转基因鼠〔1983，美国大鼠的生长素基因导入小鼠的受精卵〕过多的仿制低水平的重复专业和管理人才短缺一、基因的本质分子遗传的功能单位，DNA分子上的一个片断。二、DNA的结构与功能

A〔腺嘌呤〕,G〔鸟嘌呤〕,C〔胞嘧啶〕,T〔胸腺嘧啶〕脱氧核糖+碱基+磷酸基=核苷酸，核苷酸聚合核酸1953年，Watson&Crick,双螺旋模型3，5磷酸二酯键，氢键，配对原那么：A与T，C与G遗传基因载体〔携带遗传信息〕半保存复制遗传信息保存和传递的根底〔DNA转录合成RNA，mRNA翻译蛋白质〕。

三、RNA的结构与功能核糖，A,G,C,U,单链三类：rRNA：存在于核糖体(大肠杆菌中占2％，稳定)tRNA：在蛋白质的合成中运转氨基酸(大肠杆菌中占16％，稳定)mRNA：遗传信息，其核苷酸序列决定了蛋白质的氨基酸序列(大肠杆菌中占82％，稳定)四、蛋白质的生物合成主要参予者：tRNA、核糖体和mRNA等〔1〕氨基酸活化成氨基酰tRNA〔2〕tRNA的反密码子与mRNA的三联体密码子配对。mRNA核苷酸顺序决定了蛋白质氨基酸顺序〔3〕新链的生成方向为氨基端向羧基端。〔4〕过程复杂，有很多酶、ATP或GTP及起始因子、延长因子和终止因子等因素参与。五、蛋白质合成的调节操纵子：结构基因＋操纵基因＋启动子基因酶的诱导合成〔诱导物〔底物〕通过与阻遏蛋白结合解除对酶合成的抑制而诱导酶的合成，如乳糖操纵子〕酶合成的反响阻遏〔酶作用后的最终产物抑制酶的合成，终产物与阻遏物结合为共阻遏物阻止酶的合成〕分解代谢对酶合成的阻遏作用〔分解代谢物阻遏某种蛋白质的合成，如葡萄糖效应〕控制酶活性的反响抑制〔终产物反过来抑制反响链的第一个酶的活性，而不是阻遏酶的生成〕第一节工具酶一、限制性内切酶——裁缝的剪刀*I型和II酶，基因工程主要使用的为II型〔有的分为三类〕。II型，识别序列短，切割位点位于识别序列内〔或附近〕。识别位点具有旋转对称结构〔逥文结构〕。单功能酶，仅具有限制作用。命名：属名和种名相结合的原那么，即属名第一个字母〔大写〕和种名的前两个字母〔小写〕形成三字母缩写〔斜体〕。假设同株菌含有几种酶，那么分别用罗马数字置于三字母之后如HaeI和HaeII。当有株名或血清型时，把株名或血清型的第一个字母放在三字母之后。如HindII及HindIII，EcoRI产物：粘性末端和平头末端(二者5’端都是－P基团，3‘端都是－OH)切割后形成异源二聚体第一节工具酶二、连接酶－－－裁缝的针线〔缝纫机〕：大肠杆菌DNA连接酶和T4－DNA连接酶，前者NAD作辅助因子，只能连接具有互补粘性末端的DNA片断；后者ATP作辅助因子，既可以连接互补的粘性末端的DNA片断，也可以平头末端的ＤＮＡ分子。即后者的连接活性高于前者。三、DNA聚合酶，催化脱氧核苷酸聚合的酶：缺口翻译标记和酶法DNA测序〔该酶又称为依赖DNA的DNA聚合酶，即以DNA作模板合成DNA〕四、碱性磷酸酯酶－－偷走别人校徽〔去除5’的磷酸基团产生5‘OH，防止载体自我环化可以提高重组效率及为5‘标记作准备〕五、T4多聚核苷酸激酶－－给人挂上校徽〔加上5’磷酸基团，用于5’末端标记〕六、S1核酸酶－－专门欺负弱者的人〔降解单链，除去单链形成钝端和翻开cDNA合成中的发夹状环〕七、逆转录酶－－反客为主的人〔从RNA到DNA，因此称为依赖RNA的DNA聚合酶，即RNA为模板合成DNA〕第二节目的基因目的基因的来源：生物学途径：shotgun和分子杂交酶促合成化学合成第三节分子克隆载体根本要求：1、能够自我复制〔携带外援基因前后〕2、相对质量要小，具有适宜的酶切位点3、具有有效的运载能力，能携带大小不同的外源性基因。4、能给宿主提供便于选择的标记或表征特性种类：质粒，噬菌体，柯斯质粒〔cosmid〕，YAC载体〔yeastartificialchromosome〕等第四节基因重组原理：T4DNA连接酶形成3，5磷酸二酯键连接方式(P22,图2-1)：粘性末端连接：直接连接和加尾连接〔既可以用大肠杆菌DNA连接酶,也可以用T4DNA连接酶〕平头末端连接〔只能用T4DNA连接酶〕*平头末端的连接效率低于粘性末端连接效率。*加尾连接法是在没有粘性末端的情况下为提高连接效率人为的创造可配对的末端。一种分子用AAA....,另一边用TTT…...或者一边用CCC….,另一边用GGG…….第五节转化、增殖和表达转化：将携带某种遗传信息的DNA分子引入宿主细胞，通过DNA之间同源重组获得具有新遗传性状生物细胞的过程。英文为transformation，转化为DNA的单方向转移，即外援DNA进入受体细胞，而不是交换。一、受体细胞：定义：在转化、转导和杂交过程中接受外源基因的细胞。要求：具有接受外源基因的能力。内切酶缺陷性或DNA重组性菌株平安,在人体内和离开特定的培养条件无法繁殖.种类:细菌,放线菌,酵母,哺乳动物细胞和植物细胞

第七节蛋白质工程一、基因修饰改造蛋白质结构定位突变〔P35和图2-3〕盒式突变二、蛋白质工程的应用溶菌酶稳定性的改造，葡萄糖异构酶最适pH的改变；单克隆抗体的“人类化〞第八节基因工程食品卫生平安管理标准美国提供给消费者基因工程食品有三种：动物用药、完整的食物和食品添加剂。英国基因工程食品四类标准：采用基因工程菌生产的与传统食品质量和成分相同；食品内容含有与自身同种基因的基因工程菌生产的食品；食品中含有别的基因工程菌的成分；食品含有别的基因工程菌，而这种菌含有别的物种基因。*前两种无需标示，后两类那么需要标示出来。酶是一类生物催化剂，其催化活性是由其特定的空间结构决定的。酶分子具有活性中心〔对催化作用特别重要的极小的空间和区域，往往由几个氨基酸组成〕，包括结合部位和催化部位。前者处于底物结合部位，决定酶的专一性，后者决定酶的催化类型和性质。具有调节作用的酶还有“别构部位〞。这是酶的抑制剂或活化剂的结合部位。酶作用具有高度专一性、催化效率高、活性调节控制机制复杂、在常温常压和生理条件下行使功能。酶的来源：生物界有3000多种酶，来源有动植物组织〔如来自动物的胰蛋白酶和来自植物的木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶〕，大多数来自微生物及其发酵液〔葡萄糖异构酶、枯草杆菌蛋白酶等〕。微生物包括细菌、真菌、放线菌、霉菌、酵母等。固定化酶

包埋型

结合型凝胶包埋微囊化包埋吸附结合型共价结合型固定化酶的优点〔可溶性的酶变为不溶于水的酶〕：稳定性高于天然酶反响后酶与底物易于分开，并可长期反复利用反响液中无残留酶，产物易于纯化，产品质量高可实现转化反响连续化和管道化和自动控制生产酶的利用率高，降低了生产本钱转化过程根本上无三废排出〔被称为“无公害酶〞〕细胞固定化方法：载体结合法：吸附法和共价结合法包埋法〔凝胶或微囊〕交联法〔crosslinking〕选择性热变性〔在适当温度下使细胞膜蛋白变性但不使酶变性而使酶固定在细胞内〕酶法应用于纤维素的水解纤维素大量广泛存在，加强综合利用和提高利用效率对净化环境和开辟新能源等意义重大。纤维素酶是降解纤维素成葡萄糖的一组酶的总称〔不是一种单一纯酶〕即包括多种水解酶，是一种复合酶。一般分为三类：葡萄糖内切酶〔endo-1,4-β-D-glucanase,EG〕，产物为非复原末端的小分子纤维素葡萄糖外切酶〔exo-1,4-βD-glucanase〕,又叫纤维二糖水解酶〔cellobiosehydrolase，CBH〕，产物纤维二糖分子。β-葡萄糖苷酶〔β-glucosidase，BG〕底物为纤维二糖和纤维寡糖，产物为葡萄糖。产酶菌种：细菌、放线菌、真菌和酵母测定纤维素酶活力的方法：滤纸崩溃法，棉花糖化力，CMC糖化力〔以复原糖表示〕，CMC液化力〔以粘度表示〕和滤纸糖化力等。其中，CMC糖化力主要代表外切-β1,4-葡萄糖酶的活力和内切酶活力的总和；CMC液化力主要代表内切-β1,4-葡萄糖酶活力；滤纸糖化力代表“纤维素糖化〞酶活力或总纤维素的酶活力。*CMC〔carboxylmethylcellulose〕:羧甲基纤维素*HEC(hydroxyethylcellulose):羟乙基纤维素影响纤维素酶作用的因素：底物、酶组成、pH、温度和抑制剂和活化剂。纤维素酶在食品工业中的应用P47～481.果汁生产：促进果汁提取与澄清。果皮渣酶解转化为可溶性糖和降解为短链低聚糖即膳食纤维。2.香料生产：利于香料在提取液扩散与分配，增加得率和产量。3.果蔬生产：提高可消化性改进口感和脱水蔬菜的烧煮性和复原性。4.种子蛋白利用：增加大豆或豆饼水溶性蛋白质的得率，缩短时间，提高质量。5.速溶茶生产：提高得率保持原来的色、香、味，缩短提取时间，提高水溶性较差的茶单宁和咖啡因的提取率。6.可发酵糖的生产：糖化酶处理产生可供微生物发酵利用的碳源，来生产酒精和单细胞蛋白。对利用丰富的纤维素资源意义重大。7.琼脂生产：提高得率，简化工艺，防止琼脂的分解。纤维素酶在发酵工业中应用的两种方式：一种先糖化再经微生物发酵生产；另一种是在参加纤维素酶的同时接种用于微生物发酵。后一种解除了第一种方式中降解产物〔如葡萄糖〕对纤维素酶的抑制作用，提高了产量。主要应用于酱油酿造、制酒工业和纤维素废渣转化利用。酶法应用于淀粉糖类的生产P48～62酶法生产新型低聚糖酶法应用于干酪产品生产酶法应用于环壮糊精的生产其它酶在食品加工中的应用第二节：酶法应用于淀粉糖类的生产α-淀粉酶：底物淀粉，作用位置底物内部随机α-1,4糖苷键，产物为分子量不等的糊精和少量低聚糖和麦芽糖和葡萄糖。不水解支链淀粉的α-1,6糖苷键和靠近分枝点α-1,6糖苷键外的α-1,4糖苷键。工业上称为液化型淀粉酶。随淀粉分子分子量变小，水解速度变慢，底物分子量越小，水解速度越慢。钙离子对保持酶的最大活性与稳定性和适当的构像很重要。来源：动物、植物和微生物，工业α-淀粉酶主要来自细菌和曲霉。细菌芽孢杆菌，特别是耐热性的α-淀粉酶。β-淀粉酶：底物为淀粉，位点为非复原端，产物两个葡萄糖单位并把原来的α构型转化为β构型。特点只水解α-1,4糖苷键，不水解α-1,6糖苷键，因此水解支链淀粉不完全，产生较大的极限糊精和生成50～60％的麦芽糖。广泛存在于植物和微生物中，生成β-淀粉酶的微生物主要有芽孢杆菌、假单胞杆菌、放线菌等。工业上主要以植物为主生产麦芽糖。葡萄糖淀粉酶：作用于淀粉的非复原端依次水解一个葡萄糖分子并把构型转变为β构型。可以水解α-1,4糖苷键、α-1,6糖苷键和α-1,3糖苷键脱枝酶：作用于支链淀粉、糖原的分枝点的α-1,6糖苷键。与β淀粉酶一起来制造麦芽糖可使麦芽糖的得率从50％～60％提高到90％；与糖化酶一起可将淀粉转化为葡萄糖的得率提高到90％以上。果糖糖浆的生产分为淀粉液化、糖化和葡萄糖异构化几个工序。超高麦芽糖的生产也包括液化、糖化阶段，其中糖化可以利用糖化型淀粉酶糖化，也可以利用β淀粉酶和脱枝酶协同糖化。麦芽糖的精制的方法有吸附别离法〔活性炭柱精制法和阴离子交换树脂法〕、有机溶剂沉淀法、膜别离法〔超滤、反渗透〕、结晶法等方法。目前具有生产价值的发酵类型有以下五种：菌种的筛选的标准即菌种需具备的特性：1，稳定而高产的遗传特性；2，抗噬菌体能力强；3，发酵过程泡沫少；4，需氧量低；5，底物转化率高；6，对培养物和前提耐受力强；7，营养特性和发酵过程可用廉价原料为培养基；8，最适温度高；9，既具有高的遗传稳定性又要有基因操作可修饰性；10，产物易于从发酵液中回收。微生物的发酵过程：根据微生物的种类不同〔好氧、厌氧、兼性厌氧〕，可分为好氧性发酵和厌氧性发酵两大类。好氧性发酵，在发酵过程中需要不断地参加一定量的无菌空气，如利用黑曲菌进行柠檬酸的发酵、利用棒状杆菌进行的谷氨酸的发酵和黄单胞菌进行多糖的发酵等等。厌氧性发酵，不需要供给空气，如乳酸菌引起的乳酸发酵、梭状芽孢杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等，兼性厌氧，酵母菌是兼性厌氧微生物，在缺氧条件下厌氧性发酵积累酒精，而在有氧条件下那么进行好氧性发酵，大量繁殖菌体细胞。按照设备来分：敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。敞口发酵，设备要求简单，用于繁殖快并进行好氧性发酵的类型，如酵母的生产。由于酵母的迅速大量的生产抑制了其它杂菌的生长。密闭发酵，设备要求严格，工艺复杂。浅盘发酵，一薄层培养液，接种后在液体上面形成一层菌膜。用于繁殖快好氧性微生物的培养。深层发酵，在液体培养基内部〔不仅仅在外表〕进行微生物的培养。深层发酵具有很多优点：液体悬浮状态是微生物最适的生长环境；液体中菌体及营养物、产物易于扩散，发酵在均质或拟均质的条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模；液体输送方便，易于机械化操作；厂房面积小，生产效率高。易于自动化控制，产品质量稳定；产品易于提取、精制等。发酵工业常用的微生物：细菌〔枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌、短杆菌，用于淀粉酶、乳酸、醋酸、氨基酸和肌苷酸等的生产〕放线菌〔主要来自其下的链霉菌属、小单胞菌属和诺卡氏菌属。抗生素的60％是由放线菌生产的〕酵母菌〔啤酒酵母、假丝酵母、类酵母，用于酿酒、制造面包、生产脂肪酶，可食用、药用和饲料用的酵母菌蛋白〕霉菌〔藻状菌纲的根酶、毛霉、梨头霉，子囊菌纲的红曲霉，半知菌类的曲霉、青霉等，用于酶制剂、抗生素、有机酸及甾体激素的生产〕其它微生物〔担子菌即通常所说的菇类微生物，如香菇多糖，灵芝多糖类物质都有抗癌作用；藻类，如螺旋藻〕培养基的种类和组成培养基的种类：孢子培养基，供制备孢子用，要求：形成大量优质孢子但不能引起菌株变异。基质浓度特别是有机氮源要低些，无机盐的浓度要适当菌种〔种子〕培养基，供孢子发芽和菌体生长繁殖用，营养成分比较丰富完整易吸收，氮源和维生素含量应略高些。发酵培养基，供菌体生长繁殖和合成大量代谢物，要求营养成分丰富完整，浓度和粘度适中。培养基的组成：碳源：单糖〔如葡萄糖、果糖〕、双糖〔如蔗糖、麦芽糖〕和缓慢利用的淀粉和纤维素等。其中，玉米淀粉及其水解液常用于抗生素、氨基酸、核苷酸、酶制剂等的发酵；马铃薯、小麦、燕麦淀粉等用于有机酸、醇的发酵生产。有些有机酸、醇作在单细胞蛋白、氨基酸、维生素、麦角碱和某些抗生素的发酵碳源。有些石油产品作为微生物发酵的主要原料。氮源：有机氮〔黄豆饼、棉子饼、蛋白胨、酵母粉、鱼粉等〕和无机氮源〔硫酸铵、氯化铵和硝酸铵等〕无机盐和微量元素：功能为构成原生质体的成分〔如磷硫等〕、作为酶的组成成分和维持酶的活性〔镁、铁、锰、锌钴等〕、调节细胞的渗透压和影响细胞膜的透性〔氯化钠、氯化钾等〕和参与产物的生物合成等。微量因素一般有0.1ppm浓度就可以满足要求。生长因子：维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶的衍生物等。水：深井水、自来水和地表水产物形成的诱导物、前体和促进剂：许多胞外酶的合成需要适当的诱导物存在。前提是指被菌体直接用于产物合成而自身结构无显著改变的物质。当前体物质的合成是产物合成的限制因素时，参加前体可以增加产物的产量和在某种程度上控制生物合成的方向。参加促进剂可刺激菌株的生长，提高发酵产量，缩短发酵周期。发酵工程的一般过程：发酵的方式：连续发酵的优缺点〔与分批发酵相比〕：两种补料分批发酵：单一补料分批发酵，开始时投入一定量的根底培养基，到发酵过程的适当时期，开始补加碳源和〔或〕氮源或〔和〕其他必需基质，直到发酵液的体积到达发酵灌最大操作容积后，停止补料，最后发酵液一次全部放出。由于受发酵灌操作容积的限制，发酵周期只能控制在较短的范围内；反复补料分批发酵，在单一补料分批发酵的根底上，每隔一定时间按一定比例放出一局部发酵液，使发酵液的体积始终不超过发酵灌的最大操作容积，延长发酵周期，直至发酵产率明显下降，才最终将发酵液全部放出。既保存了单一补料分批发酵的优点，又防止了它的缺点。发酵工艺的控制：温度：最适温度是既适合菌体的生长，又适合代谢合成的温度。随菌种、培养基成分、培养条件和菌体生长阶段不同而改变。pH值：pH值的变化取决于菌种、培养基成分、培养条件溶解氧浓度，发酵液的需氧量受菌体浓度、基质种类和浓度以及培养条件等因素的影响，其中以菌体浓度最为明显。放灌时间，根据不同发酵时间所得到的产物产量计算出发酵的生产力和产品本钱，采用生产力高而本钱又低的时间作为发给时间。要考虑的指标有产物的产量、过滤速度、氨基氮含量、菌丝形态、pH值、发酵液的外观和粘度等，发酵设备好氧发酵设备机械搅拌式发酵灌通风搅拌式发酵灌厌氧发酵设备固体发酵：是指微生物在无游离水或几乎没有游离水的固体物质上生长发酵的过程。某些微生物生长需水很少，可以利用疏松而含有必需营养物的固体培养基进行发酵生产。我国传统的酿酒、制酱及天培〔大豆发酵食品〕的生产均有一个固体发酵期。固体发酵还可以用于蘑菇的生产、奶酪、泡菜的制作以及动植物废料的堆肥等。固体发酵所用原料一般为经济易得、富含营养的工农业中的副、废品，如麸皮、薯粉、大豆饼粉、高梁、玉米粉等。固体发酵一般都是开放的，无菌要求不高。所需设备简单，操作容易，可因陋就简、因地制宜。但劳动强度大、不便于机械化操作、微生物品质少，生长慢，产品有限等。目前主要的发酵生产多为液体发酵。第一节细胞工程根底知识原核细胞〔细菌、放线菌等〕，外有细胞壁〔由肽聚糖组成，细胞融合的主要障碍〕，生长迅速，是细胞改造的良好材料。真核细胞〔酵母、动植物细胞〕，植物细胞有细胞壁〔由纤维素组成〕细胞工程的所有实验都要求在无菌条件下进行。实验操作应在无菌室内进行，超净工作台是最根本的实验设备，对生物材料和所用的一切器械、器皿和药品都应灭菌或除菌。无菌操作意识和彻底除菌是成功的一个关键。1.制备原生质体〔除去植物细胞和微生物细胞的细胞壁〕2.诱导细胞〔原生质体〕融合〔PEG，CaCI2，或电激方法〕3.筛选杂合细胞〔让杂合细胞选择性地长出，未融合细胞无法生长〕*原生质体：包括细胞核和细胞质中所有内容物的亚细胞结构物质一块统称为原生质体。促进细胞融合的方法〔P175〕生物学法〔病毒促进细胞融合，仙台病毒、疱疹病毒、天花病毒等〕化学融合剂〔PEG，二甲基亚碸、甘油磷酸酯等，PEG最为广泛〕电处理融合法〔电激法，高频电场脉冲〕原生质体融合的步骤:1.具有标记菌种的筛选和稳定性鉴定(营养缺陷型，高渗溶液保存)2.原生质体制备与再生超声波破碎法：很难得到完整的原生质体球酶法：细菌、放线菌〔EDTA＋溶菌酶〕；革兰氏阳性〔溶菌酶〕；革兰氏阴性菌〔EDTA＋溶菌酶〕。酵母〔蜗牛酶，helicase〕；丝状菌〔纤维素酶和纤维素酶加上蜗牛酶〕；霉菌〔单独壳聚糖酶或与其它酶配合〕*用对数生长期的培养物制备原生质体较为适宜。*原生质体的再生〔原生质体经培养后回复原来细胞形态的过程〕十分重要，再生率一般为3%~10%,最高的达50～80％。再生培养基参加牛血清蛋白，再生率几乎可达100％。3.原生质体融合：原生质体数＝A－BA——未经渗透休克处理的即用高渗稳定液作稀释液涂布于再生平板长出的菌落，即原生质与未去壁细胞的总和B——涂布之前用低渗溶液〔如水〕渗透休克处理使原生质体破裂失活后，再涂布长出的菌落，即为未破壁的菌体细胞数。融合重组体的鉴别直接法：融合液直接涂布于没有补充两亲株生长所需要的营养物的培养基的平板上，直接筛选出融合重组体；间接法：先将融合液涂布于营养丰富的培养基的平板上，使未融合的亲本菌株和重组的菌株都能生长，然后再用影印法接种到选择培养基上找出重组体菌株。*选择的困难在于融合子的不稳定性和融合子的复杂性：杂合双倍体或单倍重组体属真正的融合，较为稳定。凡不稳定而易别离为亲本类型的融合作用，称为暂融。组织培养和细胞培养细胞培养指的是离体细胞在无菌条件下的分裂、生长，在整个培养过程中不出现分化，不形成组织；而组织培养意味着取自动物体〔植物体〕的某类组织，在体外培养时细胞一直保持原本分化的特性，该组织的结构和功能持续不发生明显变化。*经常有很多人混淆了两个概念。动物细胞培养的特点：细胞生长缓慢，易受微生物污染，培养时需用抗生素；动物细胞大〔比微生物细胞大得多〕，无细胞壁，机械强度低，适应环境能力差；培养过程需要氧量少，不耐强力通风和搅拌；培养中具有群体效应、锚地依赖性〔需要附着在固体半固体外表上才能生长〕、接触抑制性及功能全能性。培养过程中产物分泌到细胞内外，过程本钱高，产品价值昂贵；除需要植物、微生物培养基成分外，还需要参加血清成分和动物激素；对环境敏感，培养条件要求控制严格。原代细胞一般繁殖50代即退化死亡。无血清细胞培养基P180～181根底培养基加上代血清的补充因子，见表5-2和表5-3动物细胞的培养方法〔根据锚地依赖性〕：灌注悬浮培养贴壁细胞培养固定化细胞培养动物细胞大量培养的应用例子生产疫苗〔如口蹄疫疫苗、狂犬疫苗、脊髓灰质炎疫苗、白血病疫苗等，即可节约大量的动物，且生产周期短，平安可靠，可以大量生产〕生产生物活性物质〔如蛋白质干扰素、单克隆抗体〕基因工程细胞培养〔可以转译和加工较大的或更复杂的克隆蛋白质，并进行大量生产，如免疫球蛋白、血凝因子、促细胞生成素及各种抗原〕培养基的种类：很多种，根据培养的材料和目的选择适宜的培养基。P187～191培养基的配制P191～1921.培养基母液的配制：大量元素混合母液〔10X〕微量元素混合母液〔100～1000x〕铁盐母液〔FeSO4与Na2-EDTA〕(200x)有机化合物母液〔0.1~10mg/ml〕植物激素〔0.1~10mg/ml〕2.培养基的配制：混合培养基的各成分溶化琼脂混合调pH分装灭菌备用缩短生产周期，降低生产本钱：与微生物细胞相比，植物细胞生长缓慢生产周期一般25～35天〔微生物一般只有3天左右〕。设备、人力能源消耗多本钱高，效率低下。提高培养细胞中有效成分的含量：培养细胞中的有效成分往往比原来细胞中的含量低，要选出有效成分高的细胞株进行培养。防止细胞聚积成块：成块导致培养细胞不均一性，影响产品的质量和产量。从选材〔选易分散〕、提高生长素浓度和参加试剂〔EDTA－Na螯合剂和果胶酶〕几个途径解决。防止细胞株退化与变异。看护培养法微室培养法平板培养法条件培养基〔生长悬浮细胞的液体培养基〕的作用细胞密度〔要高于临界浓度，因为植物细胞培养具有群体效应〕生长激素pHCO2浓度〔大气CO2浓度为0.03%,提高到浓度1％促进分裂，2％那么抑制分裂〕植物细胞培养生物反响器的类型及其放大

反响器类型悬浮培养生物反响器固定化细胞生物反响器填充床反响器流化床反响器膜反响器植物细胞培养的应用一、植物细胞的生产〔西洋参为例〕二、初级和次级代谢物的生产〔食用色素为例〕三、生物转化影响次生代谢物产生的因素组织来源培养条件化学条件：碳水化合物、氮供给、生长调节物质物理条件：光、温度、通气、pH影响因素发酵乳的功能与特性改善乳制品的营养价值：发酵后把乳糖转变为乳酸防止了乳糖不适应症；提高了蛋白质、氨基酸〔特别是必需氨基酸〕和肽的含量，增加易消化性；降低了脂类的含量产生少量游离脂肪酸，易于消化。改善肠道内的微环境，增加了肠道内的有益菌的数量和种类，抑制有害菌类增加，防止出现肠道菌群失调。具有整肠作用和预防肠道病的发生。降低血中的胆固醇〔通过削弱生物体胆固醇的合成能力〕抗肿瘤作用〔调整肠内菌群降低有害物特别致癌诱变剂的浓度；具有抗诱变的能力；抑制肠道内与致癌物形成直接有关三种酶的活性；抑制癌细胞增殖〕预防衰老延长寿命〔衰老自由基学说；发酵乳中的SOD、谷胱甘肽合成活性、维生素B、维生素C协调抗氧化作用〕发酵乳生产

酸乳加工工艺：混合料配制搅拌添加发酵剂凝固型酸乳发酵(Set-typeyoghurt)搅拌型酸乳发酵(Stired-typeyoghurt)嗜酸菌乳及其他含嗜酸菌乳杆菌的发酵乳

1、嗜酸菌乳的制造及其特性P229～2302、嗜酸乳杆菌酸乳及酸乳饮品P230

原料乳过滤灭菌冷却后接种培养搅拌冷却包装冷藏嗜酸乳杆菌凝乳灭菌pH调整味料的参加与调配均质包装冷藏第二节植物蛋白饮料定义：利用蛋白质含量高的植物种籽和各种核果类为主要原料，经加工制成的乳状饮料。如以大豆为代表的植物蛋白饮料含有较高的蛋白质、维生素、矿物质和其它营养成分如大量的亚油酸和亚麻酸，还不含有胆固醇，不会引起血管壁胆固醇的沉积。两大类植物蛋白饮料1.调制型植物蛋白饮料：先将原料经过预处理后制浆，再经适当调制而成。2.发酵型植物蛋白饮料：在原料制浆后，参加少量的奶粉或某些可供乳酸菌利用的糖类作发酵剂，经乳酸菌发酵而成。该类植物蛋白饮料兼有植物蛋白饮料和乳酸菌饮料的优点。既保存了植物蛋白饮料的营养成分，乳酸菌的作用产生了宜人的酸味和其它风味物质，并消除了植物蛋白饮料中的某些气味〔如豆腥味〕。通过乳酸菌对植物蛋白的降解，提高了营养价值。第三节果胶酶及在果汁饮料生产中的应用定义：果胶酶是分解果胶的多种酶的总称〔不是一种单一成分的酶〕，分为解聚酶和果胶酯酶两大类。主要应用在葡萄、苹果、草莓、山楂等水果的加工和在饮料生产中作为澄清剂。可生产果胶酶的微生物：酱油曲霉、日本曲霉、金黄曲霉、丰塞卡曲霉和黑曲霉。有两个前提：菌种为非致病性和产酶条件下不产生毒素和致病物质。黑曲霉为主要的果胶酶生产菌。果胶酶的在食品工业中的应用提高果汁出汁率果汁澄清：可以提高出汁率、可溶性固型物含量和透光率，降低pH和相对粘度等澄清果酒和促进果酒过滤果实脱皮促进其它物质的提取第四节酶工程应用于啤酒生产一、固定化啤酒酵母的应用主要意义：可连续化生产，产品质量均一，发酵和成熟时间短。常采用包埋法固定啤酒酵母，应用的反响器主要有固定床和流化床两种。固定化的啤酒酵母既可以用于啤酒的主发酵，也可以用于后发酵。主发酵主要在麦汁通过装有固定化酵母反响器，啤酒酵母把麦汁转化为乙醇和各种副产物。后发酵是在主发酵形成的嫩啤酒的根底上再在风味、组成等方面加工使之到达产品质量要求。第四节酶工程应用于啤酒生产二、β-葡聚糖酶提高啤酒的持泡性：降解过多的β-葡聚糖以消除一些影响工艺和产品品质的因素，但又保存适当的β-葡聚糖构成啤酒酒体和泡沫。三、酶法降解双乙酰含量双乙酰含量对啤酒的质量具有决定性的影响。成品啤酒中的含量要低于0.1mg/L主要利用α-乙酰乳酸脱羧酶把双乙酰的前提物质α-乙酰乳酸转化为3-羟基丙酮从而有效地降低了双乙酰的含量，加快了啤酒的成熟。一、生产保健饮料常用的基料膳食纤维〔木质素与人体消化道不能消化的多糖的总称〕活性多糖〔主要来自微生物和藻类如香菇、灵芝和螺旋藻等〕多不饱和脂肪酸〔EPA、DHA和γ-亚麻酸等〕活性肽和活性蛋白质〔谷胱甘肽、降压肽、酪蛋白磷酸肽、免疫球蛋白、可控制胆固醇蛋白等〕低聚糖和多元糖醇〔如低聚果糖，低聚麦芽糖和山梨糖醇、甘露醇、木糖醇等〕磷脂类物质〔大豆磷脂和蛋黄磷脂〕维生素微量元素〔硒、锗、铬和铜等〕乳酸菌可消除自由基的物质〔如SOD超氧化物歧化酶〕其它类活性物质〔如皂苷类物质和黄酮类物质〕二、保健饮料的生产P245~250(自学)生物传感器〔Biosensor〕：由固定化并有化学识别功能的生物材料换能器及信号放大装置等组成的分析工具或仪器。生物传感器的根本组成：分子识别元件、信号转换器件及电子测量仪表。其中分子识别元件是生物传感器的关键元件，而其它局部与传感器的整体性能有关〔图7-1〕。信号转换器件的作用是把分子识别元件的化学的或物理的变化转换成可利用的信号。生物传感器的分子识别元件(表7-1)生物学反响信息决定了信号转换器的类型和范围，如假设生物学反响产生的信息热效应，那么选用热敏元件；假设是光效应那么选用光纤、光敏管、荧光计等〔详见P154表7-2〕生物传感器的根底转换器的分为三大类：电化学式光学式〔光导纤维、光电子元件、外表离子共振、平面波导〕其它〔热敏器、压电晶体、外表声波〕电位式〔离子选择电极、气敏电极，场效应晶体管〕电流式〔金属电极、修饰电极、半导体电极〕电导式〔贵金属电极〕生物传感器的分类依据生物传感器识别元件的敏感物质分类〔图7-3〕：酶传感器微生物传感器免疫传感器组织传感器细胞传感器等依据生物传感器信号转换器分类〔图7-4〕：电化学电极〔电化学生物传感器〕半导体换能器〔半导体生物传感器〕光学换能器〔测光型生物传感器〕压电晶体〔压电晶体生物传感器〕介体传导系统〔介体生物传感器〕热敏电阻〔测热型生