《食品生物技术》较系统地介绍了基因工程、酶工程、发酵工程、细胞工程、蛋白质工程等技术原理及其在食品工业中的应用;与同类书籍相比,本书增添介绍了食品生物工程中的生物工程下游技术、现代生物技术在农副产品方面的综合利用、现代生物技术在食品工业三废处理及食品检测方面的应用等内容。
本书可作为高等院校食品科学与工程、食品质量与安全、食品营养与健康专业的教材,也可作为食品行业的科研、技术、管理人员参考用书。
乌日娜简介:
一、教学情况:
获校级精品课2门,校级一类课3门。主持校级教改立项3项,参加辽宁省等教学改革项目2项。主持教学研究成果分获校级教学成果一等奖和三等奖各1项,参加四项获奖。发表教学改革论文8篇。获省级多媒体课件优秀奖1次。指导的本科生荣获辽宁省食品创新大赛一等奖1项,获辽宁省大学生“挑战杯”大赛一等奖、三等奖各一项,或省级大学生创新项目4项,校级11项。指导的本科生获校优秀本科毕业论文一等奖2次,二等奖3次,三等奖4次。指导的研究生荣获省优秀毕业生3人次,荣获校级优秀硕士毕业论文4次,提名1次;荣获国家奖学金6人次,荣获顾慰连奖学金2次,荣获优秀学生班主任等多项荣誉。
二、承担科研项目情况:
主持国家自然科学基金项目3项,主持国家自然科学基金重点项目课题、中国博士后科学基金一等资助项目、辽宁省“兴辽英才”支持计划、辽宁省农业领域青年科技创新人才项目、辽宁省高等学校优秀人才项目、辽宁省教育厅项目、沈阳市中青年科技创新人才项目、沈阳福润成果转化等项目20余项,参加国家863重大项目、国家“十二五”科技支撑、国家星火计划重大项目、国家自然科学基金等课题40余项。
第1章绪论1
1.1食品生物技术1
1.1.1食品生物技术的概念1
1.1.2食品生物技术的研究内容1
1.2现代食品生物技术的研究进展及展望3
1.2.1现代食品生物技术的研究进展3
1.2.2现代食品生物技术展望3
第2章基因工程与食品工业4
2.1基因工程概述4
2.1.1基因工程的涵义4
2.1.2基因工程的原理与步骤4
2.2基因工程中DNA相关概述5
2.2.1DNA的功能5
2.2.2DNA的制备6
2.2.3DNA操作中的工具酶7
2.2.4DNA的合成15
2.2.5PCR技术17
2.2.6DNA的长度测定与测序技术18
2.2.7基因组与宏基因组学19
2.3基因工程中RNA相关概述19
2.3.1mRNA、tRNA与rRNA19
2.3.2RT-PCR技术20
2.3.3RNA干扰21
2.3.4mRNA展示技术22
2.3.5转录组学22
2.4基因工程操作详解23
2.4.1工具酶与基因载体23
2.4.2目的基因及其制备27
2.4.3基因的表达与调控28
2.4.4基因的克隆与鉴定30
2.4.5基因重组32
2.4.6基因沉默32
2.4.7CRISPER/Cas9基因编辑技术33
2.4.8外源DNA向活细胞转化35
2.5基因工程在食品工业中的应用37
2.5.1改良食品原料品质37
2.5.2改革传统的发酵工业39
2.5.3改良食品品质和加工特性40
2.5.4生产保健食品和特殊食品41
2.5.5转基因食品41
思考题42
第3章酶工程与食品工业43
3.1酶工程概述43
3.1.1生物酶的定义、特点与作用43
3.1.2酶工程的定义44
3.1.3现代酶工程的研究内容45
3.1.4酶工程的发展前景45
3.2酶的分子修饰与模拟45
3.2.1酶的化学修饰45
3.2.2酶的物理修饰与诱导构象重建49
3.2.3酶的蛋白质工程技术修饰49
3.2.4酶的人工模拟50
3.3酶的固定化与固定化酶52
3.3.1固定化酶的制备53
3.3.2酶的固定化方法53
3.3.3微胶囊固定化酶生产新技术56
3.4酶反应器与酶传感器56
3.4.1酶反应器56
3.4.2酶传感器60
3.4.3固定化多酶级联反应器62
3.5酶工程在食品工业中的应用62
3.5.1水解纤维素62
3.5.2功能性糖类的生产63
3.5.3干酪制品的生产63
3.5.4环状糊精的生产63
3.5.5其他应用64
思考题64
第4章发酵工程与食品工业65
4.1发酵工程概述65
4.1.1发酵工程的概念及特点65
4.1.2发酵方式与发酵技术65
4.1.3发酵过程控制66
4.2发酵常用微生物及菌种的选育68
4.2.1发酵用菌种68
4.2.2菌种选育的技术与方法69
4.2.3影响生产种子质量的因素及其控制70
4.2.4生产菌种的改良71
4.3发酵罐与微生物细胞工厂72
4.3.1发酵罐的结构72
4.3.2通气式和气升式发酵罐72
4.3.3机械搅拌式发酵罐74
4.3.4微生物细胞工厂的构建75
4.3.5大肠杆菌和酵母细胞工厂76
4.4发酵工程在食品生产中的应用77
4.4.1生产食品添加剂77
4.4.2开发功能性食品79
4.4.3γ-亚麻酸的制备79
4.4.4开发新糖源82
思考题83
第5章细胞工程在食品工业中的应用84
5.1细胞工程概述84
5.1.1细胞工程的定义84
5.1.2细胞工程的原理84
5.1.3细胞工程的应用及发展前景85
5.2细胞融合技术86
5.2.1细胞融合技术的定义86
5.2.2细胞融合技术的原理与步骤86
5.2.3促进细胞融合的方法87
5.2.4细胞融合子的筛选88
5.3细胞培养技术90
5.3.1细胞培养的环境条件90
5.3.2动物细胞培养91
5.3.3植物细胞培养93
5.3.4微生物细胞培养95
5.4动物细胞工程在食品工业中的应用98
5.4.1繁育优良品种98
5.4.2单克隆抗体的生产98
5.5植物细胞工程在食品工业中的应用98
5.5.1粮食与蔬菜的生产98
5.5.2香料及天然调料的生产99
5.5.3植物细胞固定化生物反应器99
思考题100
第6章蛋白质工程在食品工业中的应用101
6.1蛋白质工程概述101
6.1.1蛋白质工程的概念101
6.1.2蛋白质工程技术的原理101
6.1.3蛋白质工程的基本步骤103
6.2蛋白质的改造103
6.2.1蛋白质分子的理性改造103
6.2.2蛋白质分子的定向进化106
6.3蛋白质工程在食品工业中的应用简述111
思考题111
第7章生物工程下游技术112
7.1生物工程下游技术的理论基础112
7.1.1生物工程下游技术的概念112
7.1.2下游工程的目的产物113
7.1.3下游工程的流程和单元操作114
7.1.4生物工程下游技术的发展趋向114
7.2原料与发酵液预处理115
7.2.1发酵液处理116
7.2.2固液分离116
7.2.3细胞破碎116
7.3初步纯化117
7.3.1溶剂萃取法117
7.3.2吸附法117
7.3.3离子交换法(离子交换色谱)117
7.3.4沉淀法118
7.3.5双水相萃取法118
7.3.6超临界流体萃取118
7.3.7反胶束萃取119
7.3.8超滤120
7.4纯化精制120
7.4.1色谱120
7.4.2分子蒸馏123
7.4.3电泳125
7.5成品加工126
7.5.1浓缩126
7.5.2干燥127
7.5.3去热原127
7.5.4结晶127
思考题127
第8章现代食品生物技术与农副产品的综合利用128
8.1生物技术与果蔬的综合利用128
8.1.1果蔬综合利用中生物技术的应用概况128
8.1.2水果渣的综合利用131
8.1.3蔬菜渣的综合利用132
8.2生物技术与畜禽产品的综合利用132
8.2.1畜禽产品综合利用中生物技术的应用概况132
8.2.2骨的加工利用133
8.2.3脏器的加工利用135
8.2.4皮、毛的开发利用136
8.3生物技术在粮油副产物生产加工中的应用136
8.3.1粮油综合利用中生物技术的应用概况136
8.3.2膳食纤维的制备137
8.3.3生产低聚糖138
8.3.4生物活性肽的制备138
8.3.5木糖醇的制备139
8.4生物技术与食用菌菌糠的再利用140
8.4.1菌糠的理化性质140
8.4.2菌糠的种类及组成140
8.4.3菌糠的营养价值140
8.4.4食用菌菌糠的再利用140
思考题144
第9章现代生物技术在饮料生产中的应用145
9.1发酵工程在饮料生产中的应用145
9.1.1发酵乳145
9.1.2植物蛋白发酵饮料146
9.1.3发酵果蔬汁147
9.2酶工程在饮料生产中的应用150
9.2.1果胶酶在饮料生产中的应用150
9.2.2酶工程应用于啤酒生产151
9.2.3保健饮料生产中酶的应用153
9.3基因工程在饮料生产中的应用154
9.3.1改良乳饮料加工原料155
9.3.2提供全新的菌种156
9.3.3改善饮料加工原料160
9.3.4其他饮料添加成分163
思考题165
第10章现代生物技术在食品保鲜方面的应用166
10.1食品保鲜概述166
10.1.1食品保鲜的含义166
10.1.2食品品质在储藏中的变化166
10.1.3食品保鲜原理及方法168
10.1.4生物保鲜技术的种类169
10.2生物技术在果蔬保鲜中的应用170
10.2.1菌体次生代谢物用于果蔬保鲜170
10.2.2壳聚糖用于果蔬保鲜171
10.2.3植物精油保鲜剂171
10.2.4微生物菌体用于果蔬保鲜172
10.2.5基因工程在果蔬保鲜中的应用173
10.3生物保鲜技术在动物源食品保鲜中的应用173
10.3.1酶法保鲜174
10.3.2乳链菌肽保鲜175
10.3.3微生物保鲜176
10.3.4涂膜保鲜176
10.4生物保鲜技术在食用菌保鲜中的应用177
10.4.1动物源保鲜剂177
10.4.2植物源保鲜剂177
10.4.3微生物源保鲜剂178
10.4.4复合生物保鲜剂178
10.5其他可用于食品保鲜的生物产品及其应用178
10.5.1蜂胶178
10.5.2乳铁蛋白179
10.5.3魔芋葡甘聚糖179
10.5.4刺槐豆胶179
10.5.5阿拉伯胶179
10.5.6大豆分离蛋白180
10.5.7茶多酚180
10.5.8黄原胶180
10.6展望180
思考题181
第11章现代生物技术在食品检测中的应用182
11.1核酸探针检测技术182
11.1.1核酸探针的种类及其制备方法182
11.1.2探针标记物与标记方法183
11.1.3探针杂交与信号检测187
11.1.4核酸探针在食品微生物检测中的应用189
11.2PCR基因扩增技术190
11.2.1PCR技术在致病微生物检测中的应用191
11.2.2PCR技术在转基因食品检测中的应用193
11.3免疫学检测技术195
11.3.1免疫荧光技术在食品检测中的应用195
11.3.2免疫酶技术在食品检测中的应用198
11.3.3放射免疫技术在食品检测中的应用201
11.3.4单克隆抗体技术在食品检验中的应用205
11.3.5免疫胶体金检测技术在食品检验中的应用206
11.4生物芯片技术208
11.4.1生物芯片的基本概念208
11.4.2生物芯片的主要类型210
11.4.3生物芯片在食品安全检测中的应用212
思考题215
第12章现代生物技术在食品工业三废处理中的应用216
12.1废水的生物处理方法216
12.1.1水污染216
12.1.2废水的生物处理方法217
12.1.3厌氧生物处理法221
12.2废渣的生物处理方法222
12.2.1纤维素废弃物发酵生产乙醇技术224
12.2.2淀粉工业废弃物发酵产乳酸225
12.2.3食品废弃物生产单细胞蛋白技术226
12.3废气的生物处理方法226
12.3.1生物洗涤法227
12.3.2生物过滤法227
思考题228
第13章现代生物技术在食品添加剂中的应用229
13.1食品添加剂概述229
13.1.1食品添加剂的概念229
13.1.2食品添加剂的分类230
13.2生物技术在酸味剂制备中的应用232
13.2.1生物技术发酵乳酸在食品中的应用232
13.2.2生物技术发酵柠檬酸在食品中的应用233
13.2.3生物技术发酵苹果酸在食品中的应用233
13.3生物技术在调味剂制备中的应用233
13.3.1生物技术在调味剂酱油生产中的应用234
13.3.2生物技术在调味剂食醋生产中的应用234
13.3.3生物技术在调味剂味精生产中的应用234
13.4生物技术在着色剂制备中的应用234
13.5生物技术在防腐剂方面的应用235
13.5.1微生物生物防腐剂235
13.5.2植物生物防腐剂235
13.5.3动物生物防腐剂235
13.6生物技术在增稠剂、乳化剂、稳定剂生产中的应用236
13.6.1食品增稠剂及其应用236
13.6.2食品乳化剂及其应用236
13.6.3食品稳定剂及其应用236
13.7生物技术在香精香料生产中的应用237
13.7.1发酵工程在天然香精香料生产中的应用237
13.7.2酶工程在天然香精香料生产中的应用237
13.7.3细胞工程在天然香精香料生产中的应用237
13.7.4基因工程在天然香精香料生产中的应用238
13.8生物技术在食品添加剂生产中的应用展望238
思考题239
第14章现代生物技术在食品包装中的应用240
14.1食品包装概述240
14.1.1包装的基本概念240
14.1.2包装的功能240
14.2生物酶工程在食品包装中的应用240
14.2.1活性包装241
14.2.2可食性复合膜包装242
14.2.3食品智能包装243
14.3基因工程在食品包装中的应用246
14.3.1致病微生物检测246
14.3.2包装物中特定蛋白质检测247
14.3.3包装物的毒理性分析与检测247
14.3.4新包装材料的合成247
14.4生物信息技术在食品包装中的应用248
14.5展望248
思考题249
第15章现代生物技术在海洋生物资源开发中的应用250
15.1生物技术在海水养殖业中的应用250
15.1.1优良品种选育技术250
15.1.2病害防治技术251
15.2生物技术在海洋天然产物开发中的应用253
15.3生物技术在海洋环境方面的应用254
15.3.1生物修复254
15.3.2水生生物监测调查255
15.4展望255
思考题255
参考文献256