食品生物技术复习要点

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GOD保鲜原理
GOD可以催化葡萄糖与氧反应,生成葡萄糖酸和双氧水。将葡萄糖和 GOD与食品一起置于封闭容器中,在有葡萄糖存在的条件下,该酶可 以有效降低或消除密封容器中的氧气, 从而有效地防止食品成分的氧 化作用,起到食品保鲜的作用
溶菌酶
灭菌机理 专一地作用于肽多糖分子中 N-乙酰胞壁酸与 N-乙酰氨基葡萄糖之间 的β-1,4 糖苷键,从而破坏细菌的细胞壁,使之松弛而失去对细胞 的保护作用,最终使细菌溶解死亡 溶菌酶的种类 内 N-乙酰己糖胺酶;酰胺酶;内肽酶;
改善发酵食品品质
酶制剂的生产和改良
酶工程在食品加工中的应用
酶名
来源
主要用途
α-淀粉酶 米曲霉、黑曲霉 淀粉液化,制造葡萄糖,醇生产,纺
织品退浆
β-淀粉酶 麦芽、巨大芽孢杆 麦芽糖生产,酿造啤酒,调节烘烤物
菌、多黏芽孢杆菌
的体积
糖化酶
根霉、黑曲霉、 红 曲霉、内孢酶
糊精降解为葡萄糖
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淀粉糖化生产葡萄糖工艺 淀粉浆( 30%)-50%
酶传感器
利用生物活性材料为感受器, 配以适当的换能器构成的分析工具, 是 一种灵敏、快速、选择性好、抗干扰能力强、响应时间段和检测成本 低的小型分析检测仪器。 结构 生物敏感元件;换能器,信号处理放大装置 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种目的物 质发生化学反应, 产生某种离子或气体等电极活性物质 (生化信号), 再由基础电极给出混合物溶液中目的物质的浓度数据。 酶材料常用的固定化方法 夹心法、吸附法、包埋法、交联法、共价结合法、微胶囊法 在食品检测中的应用 农药残留检测;食品添加剂检测;食品新鲜度的检测
DNA指纹技术
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特点 多位点性;简单的遗传方式;高度变异性 工作原理 1、提取 DNA(如果提取的 DNA量很少,可以将 DNA样品进行 PCR扩 增,得到大量的所需 DNA) 2、选用与探针配对的限制性核酸内切酶,在长链 DNA位置上加以切 割,将分子量很大的 DNA长链切成许多长度不同的小片段 。 3、在胶板尺寸较长的凝胶电泳仪中,对酶解完全后的 DNA片段进行 电泳,各酶切片段就会按其长度大小在电场中进行分离。 4、先用碱性溶液使凝胶板中分离开的双链 DNA片段变性为单链片段, 然后将凝胶板夹在尼龙膜中,并永久性地固定在尼龙膜上。 5、让放射性 DNA探针与尼龙膜上的单链 DNA片段进行杂交。 6、用放射性胶片与尼龙薄膜叠放,尼龙膜上的放射性探针便会发出 X射线使胶片曝光,从而使杂交探针的长度不同的 DNA片段位置显影 在胶片上。这样的特征 DNA片段条状图谱,便是所谓的 DNA指纹。
发酵工程在食品领域中主要的应用方面
改造传统发酵食品;优化近代发酵产业;加速开发发酵产品
酵母干燥过程中海藻糖达到 10%-15%时,对干燥抵抗 力明显增强的原因
酵母干燥时海藻糖的还原基不会与蛋白质中的游离氨基酸反应生成 氨基糖,而且它在蛋白质周围形成一个保护层抑制这类反应, 是酵母 的发酵活性得以保护。 以上技术的具体控制方法 按酵母瞬时比生长率添加碳源和氮源, 严格控制添加的碳氮比, 在酵 母发酵末期适当升温和减少通风量,使酵母呈 2-3 小时的饥饿状态, 可使海藻糖含量增加到 15%-16%(干基计)或更高
玉米肽的功能
抗血压作用 ; 辅助治疗肝硬化和肝性脑病 ; 抗氧化
乳源肽的类别
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阿片肽、阿片拮抗肽、抗高血压肽、抗血栓肽、免疫调节肽、络蛋白 磷酸肽、抗菌肽、络蛋白糖巨肽、苦味肽 CPPs(络蛋白磷酸肽)的功能 促进钙质的吸收和利用,并防止流失 促进金属元素的吸收 促进精子进入卵细胞和体外精卵细胞融合 谷胱甘肽 谷胱甘肽是一种具有重要生理功能的活性三肽, 由谷氨酸、 甘氨酸和 半胱氨酸经肽键缩合而成。 生理作用 参与氨基酸的转运,蛋白、核酸的合成;抗氧化作用;维持蛋白质巯 基的还原状态;维持酶的活性状态;发生亲电子异生化合作用
动物细胞融合技术
病毒融合技术、化学融合技术和电融合技术。
酶工程
利用酶、细胞器或细胞所具有的特异性催化功能, 或对酶进行修饰改
造,并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的一项技术。
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技术 酶的固定化技术、 细胞的固定化技术、 酶的修饰改造技术以及酶反应 器的设计技术。
发酵工程
利用微生物生长速度快、 生长条件简单以及代谢过程特殊等特点, 在 合适的条件下, 通过现代化工程技术手段, 由微生物的某种特定化功 能生产出人们所需要的产品。
PCR技术
工作原理 是以拟扩增的 DNA分子为模板,以一对分别与模板互补的寡核苷酸片 段为引物, 在 DNA聚合酶的作用下, 按照半保留复制的机制沿着模板 链延伸直至完成新的 DNA合成。 基本反应 变性、退火、延伸
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基本成分 模板 DNA、特异性引物、热稳定性 DNA聚合酶、 dNTP、二价阳离子、 缓冲液及一价阳离子 PCR引物设计遵循原则 引物长度: 15-30bp,常用为 20bp 左右 引物扩增跨度:以 200-500bp 为宜,特定条件下可扩增长至 10kb 的 片段 引物碱基: G+C含量以 40%-60%为宜, ATCG最好随机分布。 避免引物内部出现二级结构 引物 3’端的碱基,特别是最末端及倒数第二个碱基,应严格要求配 对 引物中有或可能加上合适的酶切位点, 被扩增的靶序列最好有适宜的 酶切位点 引物特异性:引物应该与核酸序列数据库的其他序列无明显同源性 引物量:每条引物的浓度 0.1-1umol 或 10-100pmol
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生物技术
绪论
基因工程、 细胞工程、 发酵工程、 酶工程,其中基因工程技术是核心。
基因工程
应用人工方法把生物的遗传物质,通常是把 DNA 分离出来,在体外
进行切割、拼接和重组,然后将重组的 DNA 导入某种宿主细胞或个
体,从而改变他们的遗传特性; 有时新的遗传信息在新的宿主细胞或
个体中大量表达,以获得基因产物的过程。
天然色素的主要特点
绝大多数天然色素无毒副作用,安全性高,对人体危害小 很多实用天然色素含有人体所必须的营养物质, 可对人体的某些疾病 具有预防、治疗等药理作用和保健功能 天然色素的着色色调比较自然, 更接近与天然物质的颜色, 可以增加 消费者对食品等的信赖度;但着色力差,染色不易均匀 大部分天然色素对光、热、氧、金属离子、 pH 值等很敏感,稳定性 差 天然色素种类繁多、性质复杂,但就一种天然色素而言,应用是专用 性较强,范围狭窄。
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β-1,3 、β-1,6 葡聚糖酶甘露糖酶;壳多糖酶
生物防治
生物防治是利用有益微生物或其他微生物来抑制或消灭有害微生物 的一种防治方法,即用有益微生物及其产物防治有害微生物。
乳酸链球菌素抗菌机理
通过干扰细胞膜的正常功能, 造成细胞膜的渗透、 养分流失和膜电位 下降,从而导致致病菌和腐生菌细胞的死亡。
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为了防止冻结中冰晶的成长,要尽可能地快速冻结,缩短冻结时间, 使生成的冰晶体大小整齐。 要尽可能地降低冻结终温,以提高结晶率,使残存液相浓度变高,减 少残留液相的数量,降低结冰冷藏温度,以降低各项的饱和蒸汽压 要尽可能的不使冰结晶冷藏中温度出现上下波动,防止冰晶的成长。 INA 菌液及其胞外冰核技术的特点 可以提高过冷却点、缩短冷却时间,从而确保冻结的质量,避免长时 间冻结过程后的机械损伤,同时还可以节约能源,提高冷冻效率。 可以改变肉食品的质地。
液化液( DE12-18)
糖化液( DE95-96)
结晶
浓缩固化或喷雾干燥
结晶葡萄糖(收得率 30%以上)
粉状葡萄糖(收得率 100%以上)
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酒精工业原材料 主要包括两种: 糖类物质(水果汁、 树汁、蜂蜜等)和淀粉类物质 (谷 类或根类等),后者需要在发酵前水解成单糖。 葡萄酒酿制过程中常用的酶 果胶酶、蛋白酶、花青素酶、 β- 葡萄糖苷酶和其他酶类。 啤酒后熟的主要目的是 完成残糖的后发酵, 增加啤酒的稳定性, 饱和二氧化碳充分沉淀蛋白 质,澄清酒液; 消除双乙酰、 醛类及硫化氢等嫩酒味, 促进啤酒成熟, 尽可能是酒液处于还原态,降低氧含量。 蛋白酶在工业生产中的应用 用木瓜蛋白水解酶制成嫩肉粉,使肉食嫩滑可口。 用蛋白酶生产明胶 香肠加工 加工不宜使用的蛋白质,制造蛋白质水解物 多数奶酪蛋白生产的主要过程 通过乳酸菌将乳糖转化为乳酸; 蛋白质水解和酸化联合作用使络蛋白 凝结 葡萄糖氧化酶的作用 催化葡萄糖脱氢,氧化成为葡萄糖酸,同时产生过氧化氢。 怎样提高冻结肉的质量?
香精香料
利用生物技术生产天然香料香精的优点 不受自然环境条件的影响;可以用工程技术方法放大或工业化生产, 产品易于回收; 可为发展中国家保护天然动植物资源; 活性物质的手 性合成 利用生物技术生产香料香精的手段 利用基因工程技术, 改良香料植物的基因性状, 培养出高产香料物质 的植物细胞株 利用植物细胞大规模培养技术, 大量培养香料植物, 从而获得高价值 的香料物质 利用酶工程技术,以酶为催化剂生物转化合成高价值的香料物质 利用微生物发酵技术, 通过筛选能够大量产生和积累香料物质的微生 物,经微生物发酵产生高价值的物质。 有关香料香精的基本概念及术语 香料:可以用来调制香精的原料
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乳酸菌抑菌机理
乳酸菌生产过程中,能产生有机酸、过氧化氢、罗伊氏素、丁二酮和 细菌素等多种拮抗物质, 这些物质对食品中的腐败菌和病原菌有广泛 一致效果。
其他生物防腐剂
有机酸、双乙酰、过氧化氢、罗伊氏素、那他霉素、泰勒菌素、聚溶 素、酵母菌嗜杀霉素、 霉菌素、食用菌、天然植物性和动物性防菌剂。
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香精:由人工调配出来的各种香料的混合体。 香型:描述某一种香精或香制品的整体香气型或格调。 香韵:描述一种香料或加香产品中带有某种香气韵调而不是整体香气 的特征。
大豆肽
大豆肽的功能 易于消化吸收,提高氨基酸利用率 降低胆固醇和血压 抗氧化功能 免疫功能 对微生物的生长有促进作用 促进矿物元素吸收 酶工程制备大豆肽的流程 大豆分离蛋白→加水混合→高速搅拌→预处理→调节 pH 值→加酶→ 搅拌反应→灭酶→调节 pH 值→离心→蒸馏浓缩→高温灭菌→喷雾干 燥→成品 发酵工程制备大豆肽的流程 粉碎→配料→灭菌→冷却→接种→发酵→灭活→分离→过滤→真空 干燥→喷雾干燥→筛分→成品
食品生物技术
是现代生物技术在食品领域中的应用, 是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 法和手段设计新颖的食品或食品原料。
食品生物技术的发展趋势
开发食品添加剂新品种 发展微生物保健品 发展螺旋藻等藻类产品 应用生物技术大力开发某些虫类高蛋白食品 生物技术用于食品中病原菌的检测 生物技术用于食品安全检测 生物技术对农产品深加工的影响 生物技术推动食品工业的可持续发展 在食品组分的改性及加工中的应用
载体
克隆载体、表达载体(第一类分法)
质粒载体、酵母质粒载体和 噬菌体载体。
细胞工程
以细胞为基本单位,在体外条件下进行培养、繁殖,或人为地使细胞
某些生物学特性按人们的意愿发生改变, 从而达到改良生物品种和创
新品种,加速繁育动、植物个体,或获得某种有用物质的过程。
技术
动植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术、细胞器移植技术。
生物技术在食品加工中的应用
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基因工程在食品加工中的应用
改善食品原料加工特性和改良食品品质
(蛋白质类食品: 一是提高必须氨基酸的含量; 二是改善蛋白质的加
工性能
油脂类食品:食用油三个重要的质量指标:营养价值、氧化稳定性和
功能性
碳水化合物:增加淀粉含量或获得性质独特、品质优良的新型淀粉)
黄原胶
别名汉生胶, 又称黄单胞多糖, 是黄胞杆菌利用糖质原料发酵生产的
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一种酸性细胞杂多糖。 提取方法 醇沉淀法 原理:醇能降低多糖分子与水的亲和力, 使多糖分子脱水而相互聚集 形成沉淀,同时还可以部分脱除发酵液中的色素、盐类和有机物质。 缺点:醇消耗量大,成本较高 盐析沉淀法 利用黄原胶阴离子多糖的性质, 可与高价金属离子或有机阳离子形成 沉淀,经酸化后是阳离子解离出来,再用醇沉淀分离,可以大大降低 醇的用量,降低生产成本。
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