食品生物技术导论2 PPT课件
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食品生物技术导论ppt
食品生物技术导论
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REPORTING
• 食品生物技术概述 • 食品生物技术的主要技术 • 食品生物技术在食品工业中的应用 • 食品生物技术的安全性 • 未来食品生物技术的发展前景
目录
PART 01
食品生物技术概述
REPORTING
WENKU DESIGN
转基因食品的安全性评估
转基因食品的安全性评估是食品生物技术 安全性评估的重要组成部分，主要评估转 基因食品对人类健康和环境的影响。
经过严格的安全性评估，转基因食品 已被证明是安全的，但仍需继续监测 和评估以确保其安全性和可持续性。
安全性评估的内容包括对转基因食品的成 分、营养价值、毒理学和过敏反应等方面 的评估，以及对环境影响的监测和评估。
纳米技术
03
将纳米材料和纳米技术应用于食品加工和包装，提高食品的保
鲜度和安全性。
食品工业的可持续发展
环保生产
利用生物技术实现食品生产的低能耗、低排放，减少对环境的污 染。
资源循环利用
通过生物技术手段，实现食品生产过程中的废弃物资源化利用， 降低生产成本。
绿色包装
利用可降解、环保的包装材料，减少食品包装对环境的负担。
PART 05
未来食品生物技术的发展 前景
REPORTING
WENKU DESIGN
新技术的研发与应用
基因编辑技术
01
利用CRISPR-Cas9等基因编辑工具，对食品原材料进行精确的
基因改造，提高食品的品质和抗性。
合成生物学
02
通过设计和构建人工生物系统，实现食品原料的高效生产，降
低生产成本，提高产量。
如发酵食品、酶催化等。
食品检测
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REPORTING
• 食品生物技术概述 • 食品生物技术的主要技术 • 食品生物技术在食品工业中的应用 • 食品生物技术的安全性 • 未来食品生物技术的发展前景
目录
PART 01
食品生物技术概述
REPORTING
WENKU DESIGN
转基因食品的安全性评估
转基因食品的安全性评估是食品生物技术 安全性评估的重要组成部分，主要评估转 基因食品对人类健康和环境的影响。
经过严格的安全性评估，转基因食品 已被证明是安全的，但仍需继续监测 和评估以确保其安全性和可持续性。
安全性评估的内容包括对转基因食品的成 分、营养价值、毒理学和过敏反应等方面 的评估，以及对环境影响的监测和评估。
纳米技术
03
将纳米材料和纳米技术应用于食品加工和包装，提高食品的保
鲜度和安全性。
食品工业的可持续发展
环保生产
利用生物技术实现食品生产的低能耗、低排放，减少对环境的污 染。
资源循环利用
通过生物技术手段，实现食品生产过程中的废弃物资源化利用， 降低生产成本。
绿色包装
利用可降解、环保的包装材料，减少食品包装对环境的负担。
PART 05
未来食品生物技术的发展 前景
REPORTING
WENKU DESIGN
新技术的研发与应用
基因编辑技术
01
利用CRISPR-Cas9等基因编辑工具，对食品原材料进行精确的
基因改造，提高食品的品质和抗性。
合成生物学
02
通过设计和构建人工生物系统，实现食品原料的高效生产，降
低生产成本，提高产量。
如发酵食品、酶催化等。
食品检测
《食品生物技术》课件
生产新型食品和添加剂
总结词
利用微生物发酵、酶转化等技术生产新型食品和食品添加剂，满足消费者多样化 的需求。
详细描述
通过微生物发酵技术，可生产酸奶、面包、酒类等发酵食品；利用酶转化技术可 将淀粉、蛋白质等转化为葡萄糖、氨基酸等，用于生产甜味剂、调味剂等食品添 加剂。
提高食品加工过程的效率和效益
总结词
感谢观看
基因工程具有高度定向性、可实现大规模生产等 优点，是现代生物工程技术的重要组成部分。
03
食品生物技术在食品工业中的 应用
改进食品原料生产
总结词
通过基因工程、细胞工程和酶工程等技术手段，优化食品原料的生产过程，提 高产量和品质。
详细描述
基因工程可用于改良作物的遗传性状，提高抗病、抗虫和抗逆能力，增加产量 ；细胞工程可用于快速繁殖优质植物，缩短育种周期；酶工程则可利用酶的作 用提高食品原料的提取率和纯度。
20世纪80年代
细胞工程和酶工程在食品工业中得到广泛应用。
20世纪90年代至今
随着生物技术的不断发展，食品生物技术的应用领域不断扩大，成 为食品工业的重要支柱。
02
食品生物技术的主要类型
发酵工程
01
发酵工程定义
发酵工程是利用微生物的特定性状，通过现代化工程技术，在发酵罐或
其他适宜装置中大规模培养微生物，以生产人类所需产品的过程。
合成生物学
通过设计和构建人工生物系统， 实现食品原料的可持续生产，降 低环境影响。
纳米技术
将纳米材料和纳米技术应用于食 品加工和包装，提高食品的保鲜 度和安全性。
改善人类健康和环境的影响
功能性食品
研发富含特定营养成分或具有特定健康功能的食品，满足消费者 对健康的需求。
食品生物技术导论第2章基因工程
22
表1限制性内切酶命名
名称 EcoRⅠ HindⅢ HindⅡ Hpa Ⅰ
属名（大写、 斜体）
种名（小写、 斜体） 株名 序数
来源菌株
E
co R Ⅰ
Escherichia coli R株
H
in d Ⅲ
Haemophilus influenzae d株
H
inቤተ መጻሕፍቲ ባይዱd Ⅱ
Haemophilus influenzae d株
24
25
Ⅱ型限制性内切酶的作用特点
Ⅱ型限制性内切酶的识别特点： ①大多数酶识别顺序很严格，有少数有变动的 余地； ②识别序列的碱基数一般为4-6个碱基对，一般 都富含GC； ③大多数识别位点具有180o旋转对称性（或称为 回文结构，核酸的这种结构与在生物体内和 蛋白作用有关），少数酶切割位点在识别位 点外，也具有旋转对称性； ④Ⅱ型酶的识别顺序中的碱基被甲基化修饰后 会影响部分酶的外切割作用。
21
2.1.1.2 限制性内切酶的命名
其命名原则是，用具有某种限制性内切酶的 有机体学名缩写来命名： 1. 有机体属名的第一个字母（大写，斜体）和 种名的前两个字母（小写，斜体）构成基本 名称； 2. 株系数字通常省略，如果酶来自于特殊菌株 中，应加上菌株名称符号； 3. 罗马数字用来表示从同一个细菌中分离出来 的不同的限制性内切酶。
11
基因工程在转基因动物的利用方面．主要是 将转基因动物作为专门生产一些特殊药物的 “生物工厂”(bio-factories)。 基因工程仍在深入发展之中。
12
2工具酶和基因载体
基因工程的操作依赖于许多重要的酶（限制 性内切酶、核酸酶、连接酶、聚合酶等）作 为工具来对基因进行切割和拼接操作，这些 酶被称为工具酶（enzyme of tools）。 目的基因要进入宿主细胞，有两种方式： 1. 直接导入 2. 通过载体的运载 这种在细胞内具有自我复制功能的运载目的基 因进入宿主细胞的运载体，叫做基因工程载 体（Vector or Carrier）。
表1限制性内切酶命名
名称 EcoRⅠ HindⅢ HindⅡ Hpa Ⅰ
属名（大写、 斜体）
种名（小写、 斜体） 株名 序数
来源菌株
E
co R Ⅰ
Escherichia coli R株
H
in d Ⅲ
Haemophilus influenzae d株
H
inቤተ መጻሕፍቲ ባይዱd Ⅱ
Haemophilus influenzae d株
24
25
Ⅱ型限制性内切酶的作用特点
Ⅱ型限制性内切酶的识别特点： ①大多数酶识别顺序很严格，有少数有变动的 余地； ②识别序列的碱基数一般为4-6个碱基对，一般 都富含GC； ③大多数识别位点具有180o旋转对称性（或称为 回文结构，核酸的这种结构与在生物体内和 蛋白作用有关），少数酶切割位点在识别位 点外，也具有旋转对称性； ④Ⅱ型酶的识别顺序中的碱基被甲基化修饰后 会影响部分酶的外切割作用。
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2.1.1.2 限制性内切酶的命名
其命名原则是，用具有某种限制性内切酶的 有机体学名缩写来命名： 1. 有机体属名的第一个字母（大写，斜体）和 种名的前两个字母（小写，斜体）构成基本 名称； 2. 株系数字通常省略，如果酶来自于特殊菌株 中，应加上菌株名称符号； 3. 罗马数字用来表示从同一个细菌中分离出来 的不同的限制性内切酶。
11
基因工程在转基因动物的利用方面．主要是 将转基因动物作为专门生产一些特殊药物的 “生物工厂”(bio-factories)。 基因工程仍在深入发展之中。
12
2工具酶和基因载体
基因工程的操作依赖于许多重要的酶（限制 性内切酶、核酸酶、连接酶、聚合酶等）作 为工具来对基因进行切割和拼接操作，这些 酶被称为工具酶（enzyme of tools）。 目的基因要进入宿主细胞，有两种方式： 1. 直接导入 2. 通过载体的运载 这种在细胞内具有自我复制功能的运载目的基 因进入宿主细胞的运载体，叫做基因工程载 体（Vector or Carrier）。
《食品生物技术导论》课件
生物改造、代谢工程等。
微生物改造则可以生产出新型 的食品添加剂、酶制剂等，改 善食品的口感、营养价值等。
通过基因编辑技术，可以精确 地改造食品原料的性状，提高
其品质和产量。
代谢工程则可以通过优化微生 物代谢途径，提高食品原料的 生产效率，降低生产成本。
人工智能在食品生物技术中的应用
01
人工智能在食品生物技术中的应用主要包括机器学习、深度学习、数 据挖掘等。
《食品生物技术导论 》ppt课件
目 录
• 食品生物技术概述 • 食品生物技术的基本原理 • 食品生物技术的应用实例 • 食品生物技术的安全性评估 • 食品生物技术的法规与伦理问题 • 未来食品生物技术的发展方向
01
食品生物技术概述
定义与特点
定义
食品生物技术是指利用生物学原 理和技术，通过生物或生物代谢 过程来生产食品和其他产品的技 术。
细胞培养
利用细胞培养技术，在体 外培养出具有特定功能的 细胞，用于生产食品添加 剂、药物等。
细胞融合
通过细胞融合技术，将不 同物种或同一物种不同品 系的细胞融合，以获得具 有新性状的细胞系。
胚胎工程
利用胚胎工程技术，对动 物胚胎进行操作，以实现 动物品种的改良和繁殖。
酶工程原理
酶的分离与纯化
01
利用酶的分离纯化技术，从生物材料中提取和纯化出具有催化
利用基因工程、细胞培 养等技术开发具有特定 功能和营养价值的食品
。
农业生物技术
利用基因工程、细胞培 养等技术改良农作物和 畜禽品种，提高产量和
抗性。
食品生物技术的发展趋势
基因组学和蛋白质组学在食品生物技术中的应用
随着基因组学和蛋白质组学的发展，将会有更多的基因和蛋白质被用于食品生物技术的开 发和应用。
微生物改造则可以生产出新型 的食品添加剂、酶制剂等，改 善食品的口感、营养价值等。
通过基因编辑技术，可以精确 地改造食品原料的性状，提高
其品质和产量。
代谢工程则可以通过优化微生 物代谢途径，提高食品原料的 生产效率，降低生产成本。
人工智能在食品生物技术中的应用
01
人工智能在食品生物技术中的应用主要包括机器学习、深度学习、数 据挖掘等。
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目 录
• 食品生物技术概述 • 食品生物技术的基本原理 • 食品生物技术的应用实例 • 食品生物技术的安全性评估 • 食品生物技术的法规与伦理问题 • 未来食品生物技术的发展方向
01
食品生物技术概述
定义与特点
定义
食品生物技术是指利用生物学原 理和技术，通过生物或生物代谢 过程来生产食品和其他产品的技 术。
细胞培养
利用细胞培养技术，在体 外培养出具有特定功能的 细胞，用于生产食品添加 剂、药物等。
细胞融合
通过细胞融合技术，将不 同物种或同一物种不同品 系的细胞融合，以获得具 有新性状的细胞系。
胚胎工程
利用胚胎工程技术，对动 物胚胎进行操作，以实现 动物品种的改良和繁殖。
酶工程原理
酶的分离与纯化
01
利用酶的分离纯化技术，从生物材料中提取和纯化出具有催化
利用基因工程、细胞培 养等技术开发具有特定 功能和营养价值的食品
。
农业生物技术
利用基因工程、细胞培 养等技术改良农作物和 畜禽品种，提高产量和
抗性。
食品生物技术的发展趋势
基因组学和蛋白质组学在食品生物技术中的应用
随着基因组学和蛋白质组学的发展，将会有更多的基因和蛋白质被用于食品生物技术的开 发和应用。
生物技术课件食品生物技术ppt
❖ 生物工程下游技术对食品工业发展的推动作 用
❖ 现代分离技术可以很好地克服常规提取技 术的缺点。
❖ 一、生物技术的含义 ❖ 二、生物技术研究和应用进展 ❖ 三、食品生物技术发展简史 ❖ 四、食品生物技术在食品工业发展中的地位
和作用 ❖ 五、转基因食品的安全性
五、转基因食品的安全性
❖ 转基因技术的优势：使植物育种的过程变得更为快 速和精确。
❖ 转基因食品：利用遗传工程技术, 根据转入某种特 定基因的作物加工成的食品。
❖ 转基因食品的安全管理受到各国的重视
❖ 在美国，食品与药品管理局负责对包括基 因修饰食品在内的所有食品进行监督。要求 新型食品的生产商要遵守相应法规，包括：
❖
①保证基因修饰食品中一些已知的有
毒物质含量不会升高，不含有新的有害物质，
和作用 ❖ 五、转基因食品的安全性
四、食品生物技术在食品工业发 展中的地位和作用
❖ 基因工程在食品工业发展中的核心位置
❖ 可以根据需要人为地设计新型的食品及食 品原料，可以为发酵工程提供更优良的工程 菌株。
❖ 食品发酵工程在食品工业中占有举足轻重的 作用
❖ 食品发酵技术是人类制造食品最重要的技 术手段之一，在生产食品添加剂等食品生产 原料方面更是其他技术无法替代的。
❖ 应用现代分离纯化技术从海洋生物中分离纯化出功能保健因子,加工成功 效明确的海洋保健品，可使海洋资源向高附加值、低资源成本方向发展。
❖ 应用组织培育及细胞工程技术，对虾、贝类三倍体海洋生物进行育种技 术的研究,有利于降低海产食品资源的生产成本，提高海水养殖效益。
环境工程领域
❖ 利用生物有机体的吸收、吸附、积累、降解、 结合等机能达到降低或净化环境中污染成分 的目的。
食品生物技术导论ppt
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7
七、食品与食品安全
生物技术的发展为食品安全的检测提供高速高效的PCR系统检测技术。 为 加 强 食 品 安 全 在 食 品 加 工 过 程 除 必 须 严 格 执 行 CAC 、 HACCP 、 GMP和ACP安全体系外。还必须制订切实可行的食品安全监督管理 体系。
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第四节 食品生物技术发展简史
一、史前时期
从出土文物发现，追溯至距今数千多年前的龙山文化时期。酿酒、制 醋和制酱等发酵技艺已经发展到世界一流水平。
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11
二、近代时期
从19世纪50年代开始，伴随着欧洲的文艺复兴带来科学和工业的繁荣。 由于法国科学家巴斯德（Pasteur）对微生物学创立的贡献，德国科 学家柯赫（Koch）发明了微生物的分离和纯种培养技术和法国学者 布合乃尔（Buchner）兄弟俩通过实验揭示了发酵本质是细胞中酶的 作用。标志着传统食品生物技术向近代食品生物技术的发展。从传统 发酵食品的生产靠天然微生物作用 。
六、食品与后基因组学
2003 年 随 着 人 类 基 因 组 图 谱 草 图 绘 制 成 功 ， 为 后 基 因 组 学 （ postgenomics）的诞生拉开了序幕。而现代研究认为，一个基因可以编码数 个 蛋 白 质 ， 随 之 形 成 所 谓 基 因 组 学 （ genomics ） 和 蛋 白 质 组 学 （proteomics），近年来，在日本、美国和德国等国又启动了营养基因 组学（nutrigenomics）的研究。
二、生物进化论
奥地利学者格里哥尔.孟德尔（Gregor Mendel）研究认为，遗传性状 是由一对遗传因子决定的，
四、食品与细胞工程
应用细胞生物学方法，按照人们预定的设计，有计划地改造遗传物质 和细胞培养技术，包括细胞融合技术、细胞拆合技术以及动物、植物 大量控制性培养技术，还包括染色体工程和细胞质工程等内容。
-食品生物技术课件
三、食品生物技术的地位与作用
食品生物技术在21世纪食品工业发展的核心位置。 酶工程是食品工业革新的关键性技术。 发酵工程在现代食品生产中占着举足轻重作用。 细胞工程为生产功能食品成分提供有效手段。 蛋白质工程为人类改造生命物质结构的重要手段。
第二节 生物技术的发展历程
一、基因的发现 1865年G. Mendal认为遗传性状是由一对遗传因子 决定的，称为孟德尔遗传规律。 1909年T. H. Morgan做了果蝇遗传因子试验，提出 “突变”（Mutation）的概念。 1911 年 W. Johanssen 把 遗 传 因 子 命 名 为 “ 基 因 ” （Gene）。 1926年T. H. Morgan的“基因论”一书出版，创立 了基因学说。
（3）酶法农副产品深加工
新鲜肉类 打碎（浆） 酶法自溶或外 加酶降解 酶法降解 分离浓缩 产品（营养品 或调味品） 浓缩果汁
新鲜水果
打碎（浆）
分离浓缩
进一步深加工
（4）生物技术降解法（或酶法）
虾、蟹壳 脱乙酰
预处理
生物技术降解法（或酶法）
片状几丁质糖
有机酸溶解
虾、蟹壳降解液
研
磨
过滤
膜分离（纳米级）
谢 谢！
Байду номын сангаас
博士生课程 （The course of lectures on Dr. students）
食品生物技术
（Food Biotechnology） ）
第一节 食品生物技术的涵义
一、生物技术（Biotechnology） 生物技术是一门以现代分子生物学为基础，研究微生物学、 生物化学和生物系统加工技术综合应用的科学。（John E. smith Biotechnology Edword Ainold, 1981） 生物技术是指人们以现代分子生物学为基础，采用基因工 程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等新技术 手段，按照预先设计改造生物体或加工生物原料，为人类 生产出所需产品或达到某种目的的高新技术（现代生物技 术涵义）。
食品生物技术导论
智能化和数字化技术
将纳米技术与食品生物技术相结合，开发 新型纳米食品和纳米级食品包装材料。
利用物联网、大数据和人工智能等技术实 现食品生产过程的智能化和数字化管理， 提高生产效率和产品质量。
02
CHAPTER
食品生物技术的核心原理
基因工程原理
基因克隆
基因改良
通过限制性内切酶和DNA连接酶，将 目的基因从供体细胞中分离出来，并 连接到载体DNA上，实现基因的克隆。
确保食品安全。
农业生物技术
利用生物技术改良作物 品种和生产过程，提高 农产品的产量和品质。
食品生物技术的发展趋势
基因编辑技术
合成生物学
利用CRISPR等基因编辑技术改进食品原料 的生产过程，提高产量和品质。
通过合成生物学方法设计和构建新的微生 物或细胞系，生产具有特定功能的食品或 食品添加剂。
纳米技术
在酶法制备功能性食品的过程中，需 要严格控制原料的质量和纯度，确保 生产出的功能性食品的安全性和有效 性。
酶法制备功能性食品的安全性主要取 决于所使用的酶的来源、纯度、活性 以及生产过程中的质量控制等方面。
功能性食品的安全性还需要经过严格 的临床试验和安全性评估，以确保其 不会对人体健康产生负面影响。
胞，实现酶的重复使用。
酶的修饰与改造
03
通过化学或基因工程技术对酶进行修饰和改造，以提高酶的稳
定性和催化效率。
发酵工程原理
微生物培养
通过控制培养条件（如温度、pH、氧气和营养物 质），实现微生物的大量培养。
代谢产物合成
在微生物培养过程中，通过调控代谢途径，使微生物 产生所需的代谢产物。
发酵过程优化
04
CHAPTER
食品生物技术导论细胞工程与食品产业优秀PPT文档
二、细胞培养一般步骤
1.首先，要取材和除菌。用一定的化学试剂对 材料进行严格的表面清洗、消毒。有时还要借助某 些特定的酶，对材料进行预处理，以期得到分散生 长的细胞。
常用的消毒灭菌剂:效果较好的有几种化学试剂， 如次氯酸钙、次氯酸钠和氯化汞等。
2.其次，根据各类细胞的特点，配制细胞培养 基，对培养基进行灭菌或除菌。采用无菌操作技术， 将生物材料接种于培养基中。
优点： 简便易行，效果好。 缺点： 不能在显微镜下追踪细胞分裂、生长过程。
平板培养
将悬浮单细胞与融化的琼脂培养基均匀混 合后平铺一薄层在培养皿底上的培养法。
平板培养
平板培养植板率
优点： 单细胞在培养基中分布均匀，便于在显
镜下对细胞进行定点观察。筛选效率高、筛 选量大、操作简便。 缺点：
通气状况不好，排泄物质易积累造成 毒 害或影响组织吸收。
2)固定化细胞生物反应器
固定化细胞：将一定生理功能的生物体用物理或 化学方法使其与适当载体相结合，作为固体催化 剂利用。
填充床反应器
优点：单位体积细胞多，受剪切力小。 缺点：由于其混合效果低，对必要的氧 传递，pH值、温度控制和气体产物(如 C02)的排除造成了困难。再者支持物颗 粒破碎易堵塞填充床。
氨基酸
虽然植物细胞在培养过程中一般都能合成所需 的氨基酸，但加入L-谷氨酰胺或其他氨基酸混合物 是很有好处的。此外，还使用蛋白酶解产物，如酪 蛋白或酪蛋白水解氨基酸。其它有机添加剂还有如 乳蛋白水解物，酵母提取物等
植物生长激素
激素分为两类，生长素和分裂素。生长素促进 细胞生长，最有效和最常用的是吲哚乙酸和萘乙酸； 分裂素促进细胞分裂，常用的是腺嘌呤衍生物。使 用最多的是6-苄氨基嘌呤和玉米素，对芽的诱导 具有重要作用。分裂素和生长素通常一起使用，来 促进细胞的分裂、生长。
食品生物技术PPT课件
食 品 生 物 技 术
第一章 绪论 第一节 食品生物技术研究的内容 生物工程及其研究内容 191物将原料转变为产品） 生物工程：生物工程是一门应用生物科学和工程学原 理，来加工生物材料或利用微生物、动物植物体作为 反应器及其制备物（细胞或细胞器或某些组成成分如 酶）来加工原料以提供产品为社会服务的综合性科学 技术。 Biotechnology or Bioengineering
生 物 技 术的发展历史
传统生物技术的三个重要步骤： 第一步：上游处理过程，是指对粗材料进行加工，作为 微生物的营养和能量来源； 第二步：发酵和转化，即在大的生物反应器（＞100L） 大量生长微生物来生产某种产品，如抗生素、氨基酸 或蛋白质等； 第三步：下游处理，对所需的目的产物的分离纯化。
传统生物技术研究主要目标：最大限度提高这三个步骤 的整体效率，同时寻找可以制备食品和食品添加剂和 药物的微生物。
食 品 生 物 技 术 Food Biotechnology
陈永胜 张继星
食 品 生 物 技 术
主要内容（共八章）： 绪论 基因工程及其在食品工业中的应用 酶工程及其在食品工业中的应用 发酵工程及其在食品工业中的应用 细胞工程及其在食品工业中的应用 生物技术在饮料工业中的应用 生物传感器及其在食品工业中的应用 生物技术在食品工业废水处理中的应用
生 物 技 术的发展历史
研究内容：
生物转化环节的优化：菌种的选育和改良，包括化学突变、 诱变或紫外线照射来产生突变体，通过选择来改良菌株， 提高产量（例如抗生素的大量生产）。 生物反应器的设计、发酵过程的检测和反应体系的检测技 术 下游产品的分离纯化技术 局限性： 提高产量的幅度有限（突变株某一组分合成太多影响其它 组分的合成进而影响微生物在大规模发酵过程的生长）； 诱变和选择方法过程烦琐，耗时长，费用极高需筛选和检 测大量的克隆； 只能提高已有的遗传性质不能赋予其他新的遗传性质。