(推荐)《食品生物技术论文》word版

食品生物技术

基因工程的应用进展与未来展望

摘要：食品生物技术具有悠远的发展历史，是伴随着人类社会由狩猎向农业、畜牧业转变出现的，在促进人类社会文明的发展方面有着非常重要的作用。食品生物技术已经渗透到食品工业的方方面面。食品生物技术是现代生物技术在食品领域中的应用，是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研究成果，用全新的方法和手段设计新型的食品和食品原料。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。

关键词：食品生物技术基因工程转基因食物食品工业应用安全前景展望

食品生物技术在食品工业中的应用首先是基因工程的应用，即以DNA重组技术或克隆技术为手段，实现动植物、微生物等的基因转移或DNA重组，以改良食品原料或食品微生物。基因工程技术在20世纪90年代开始在食品工业中应用，其标志是第一例重组DNA基因工程菌生产的凝乳酶在奶酪工业的应用。微生物源基因工程食品是最早的转基因食品，在1988年瑞士当局通过了重组DNA基因工程菌生产凝乳酶的安全性评价，允许在奶酪工业中使用。目前，转基因微生物主要生产用于食品加工的酶和食品添加剂。

从转基因食品的发展阶段来看，转基因食品的发展可以分为三类：1.第一代转基因食品，是以增加农作物抗性和耐贮性的转基因植物

源食品。

2.第二代的转基因食品是以改善食品的品质，增加食品的营养为主

要特征。

3.第三阶段的转基因食品是以研究增加食品中的功能因子和增加食

品的免疫功能。

1 基因工程的概念

基因工程是20世纪70年代初发展起来的一门新兴科学，由此而引发了当今世界各国所瞩目的生活技术。基因工程用人工的方法把不同生物的遗传物质（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。

2 基因工程的理论基础

2.1 不同基因具有相同的物质基础

2.2 基因是可切割和转移的。

2.3 多肽与基因之间存在对应关系，并且有着相同的遗传密码。

2.4 基因的遗传信息是可以遗传的。

3 基因工程技术在食品行业中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容，即采用类似工程设计的方法，按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接，再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞，进行无性繁殖，并使目的基因在受体细胞中高速表达，产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类

型。

塑料作为四大包装材料之一，由于其质轻、强度好用量逐年递增。但由于用石油产品制成的传统塑料，其废弃物很难降解，造成白色污染。因此，可降解塑料成为当今的研究热点。目前PHB的生产成本依然太高，用细菌发酵生产PHB 的成本至少是化学合成聚乙烯的5 倍，这严重限制了PHB 在商业上的应用。为降低PHB 的生产成本，提高PHB 与传统塑料的市场竞争力，可向植物体内引入PHB 生物合成途径，以植物为表达载体，利用CO2 及光能合成PHB，是大规模廉价生产PHB

的一种很有前景的方法，用转基因植物来生产PHB是降低生产成本的较好选择。

在食品保藏、贮运方式上，利用基因工程可延长食物的贮藏期，改变传统的贮运方式。如通过转基因技术生产的延熟番茄，主要通过乙烯合成途径调控，抑制乙烯合成，从而达到延迟成熟、耐贮藏的目的。郑铁松[5]等报道，促进果实成熟和器官衰老是乙烯最主要的生理功能，在果实中乙烯生物合成的关键酶主要是ACC 合成酶和ACC 氧化酶，在果实成熟时这两种酶的活力明显增加，导致乙烯含量急剧增加，促进果实成熟。另据刘全永[6]报道，采用基因工程技术，使外源性基因导入马铃薯中，可赋予其特定的抗病性，从而大大提高了原材料的品质。基因工程技术在食品行业中的应用具体概括有以下几个方面：3.1利用基因工程改造食品微生物

3.2利用基因工程改善动物食品原料的品质

3.3利用基因工程改进食品生产工艺

3.4改良食品风味

3.5利用基因工程生产食品添加剂及功能性食品

4基因工程的发展概况

4.1基因工程的前期准备阶段

1944年，美国微生物学家Avery等通过细菌转化研究证明DNA

是基因载体，明确了基因的分子载体是DNA而不是蛋白质，

即遗传的物质基础。

4.2基因工程的诞生

1972年，Berg等首次用限制性内切酶EcoR I切割病毒SV40DNA

和噬菌体DNA，经过连接，组成重组DNA分子。1980年人们首

次通过显微镜注射培育出世界第一个转基因动物—转基因

小鼠，1983年美国和法国的科学家在世界上第一次进行了抗

除草剂转基因烟草的田间实验。

4.3基因工程的迅速发展阶段

近20年是基因工程迅速发展的阶段，，在基因工程基础研究方

面，开发了大量的基因操作技术，开发了许多共供转化原核

生物和动物、植物细胞载体，并获得了大量转基因生物。在

农业上，基因工程发展速度势头强劲。据估计，2000年全球

转基因作物种植面积由1996年的170万hm2，增加到4420万hm2，

增加了25倍之多。

5基因工程基本技术

5.1目的基因获得与序列分析

5.1.1目的基因的定义与结构

5.1.2目的基因的制备方法

5.1.3目的基因的分离策略

5.1.4DNA序列测定

5.2目的基因与载体的连接（重组与克隆）

5.2.1亚克隆

5.2.2黏性末端连接

5.2.3平端连接

5.2.4同聚物加尾连接

5.2.5人工接头连接

5.3重组DNA向受体的转化

5.3.1转化反应

5.3.2磷酸钙沉淀法

5.3.3体外包装转染法

5.3.4共转化

5.3.5电转化法

5.3.6基因枪法

5.3.7微注射技术法

5.3.8脂质体导入法

5.3.9转化酵母菌