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发酵技术一.微生物发酵产物有哪几种类型？微生物菌体发酵：获得有用的菌体酵母、药用真菌、生物防治菌等微生物酶发酵：获得有用的酶淀粉酶、青霉素酰化酶、葡萄糖氧化酶等微生物代谢产物发酵：菌体对数生长期所产生的产物，如糖类、氨基酸、蛋白质、核苷酸、核酸等，是菌体生长繁殖所必需的，这些产物叫做初级代谢产物。在菌体生长静止期，某些菌体能合成一些具有特定功能的产物，如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等。这些产物与菌体生长繁殖无明显关系，微生物转化发酵：把一种化合物转变为更有经济价值的相关产物乙醇→乙酸、甘油→二羟丙酮、葡萄糖→葡萄糖酸等生物工程细胞发酵：用工程菌生产药物胰岛素、干扰素、青霉素酰化酶、单克隆抗体等二.发酵培养基由哪些成分组成？发酵培养基：为菌体生长繁殖和合成大量代谢产物提供养分。要求其组分丰富完整、并与代谢协调、平衡。pH值保持相对稳定碳源：单糖、双糖、淀粉与纤维素、油脂等氮源：有机氮（各种饼粉、蛋白冻、酵母粉、鱼粉等）无机氮（氨水、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵等）无机盐：磷酸盐、硫酸盐、氯化钠等微量元素：Mg、Fe、Co、Zn、Mn等生长因子：维生素、氨基酸、嘌呤与嘧啶衍生物、脂肪酸等水：深井水、地表水、自来水等诱导物、前体和促进剂：如苯乙酸→青霉素G、溴化钠→四环素三.比较分批发酵、连续发酵和补料分批发酵的优缺点。1.分批发酵营养物和菌种一次加入罐内进行培养。在这一过程中，中间除了空气进入和尾气排出，加入消泡剂及控制pH的酸或碱外，不再加入任何其它物质，发酵过程中培养基成分减少，微生物得到繁殖。传统的生物产品发酵多用此过程。分批发酵的特点：微生物所处的环境在发酵过程中不断变化，其物理，化学和生物参数都随时间而变化，是一个不稳定的过程。优点：操作简单；操作引起染菌的概率低；不会产生菌种老化和变异等问题。缺点：非生产时间较长、设备利用率低，生产能力不高。连续型发酵：以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，微生物在稳定状态（恒定的基质浓度、恒定的产物浓度、恒定的pH、恒定菌体浓度、恒定的比生长速率）下生长。连续发酵的优缺点：优点：能维持低基质浓度；可以提高设备利用率和单位时间的产量；便于自动控制。缺点：菌种发生变异的可能性较大；要求严格的无菌条件。3.补料分批发酵又称半连续发酵，是介于分批发酵和连续发酵之间的一种发酵技术，是指在微生物分批发酵中，间歇或连续地向培养系统补加新鲜培养基的发酵方式。优点：使发酵系统中维持很低的基质浓度；和连续发酵比、不需要严格的无菌条件；不会产生菌种老化和变异等问题。缺点：存在一定的非生产时间；和分批发酵比，中途要添加新鲜培养基；增加了染菌的危险。四.下游处理过程分为哪几个步骤？相应的分离方法有哪些？下游加工的工艺流程：发酵液——预处理——细胞分离——细胞破碎——细胞碎片分离——初步纯化（提取）【吸附.、离子交换、.沉淀、.萃取、.超滤】——高度纯化（精制）——成品加工【去热源、加稳定剂、干燥等】生物技术与食品1.举例说明食品发酵的用途。2.谈谈现代生物技术在食品包装上的应用。酶工程在食品包装中的应用葡萄糖氧化酶消除氧化、溶菌酶、消除微生物繁殖、转谷氨酰胺酶、食品小分子的结合•利用生物技术制造一种有利于食品保质的环境–如葡萄糖氧化酶能除O2，延长食品的保鲜期，保持食品色、香、味的稳定性，被应用于茶叶、冰淇淋、奶粉、罐头等产品的除氧包装；–溶菌酶能消除有害微生物的繁殖，而让某些有益菌得以繁殖，被广泛应用于清酒、乳制品、水产品、香肠、奶油、生面条等食品中以延长保鲜期。•利用生物技术制造有特殊功能的包装材料–包装纸、包装膜中加入生物酶,使其具有抗氧化、杀菌、延长食品反应速度等。•利用生物技术改变食物贮藏方式和贮藏期–如利用基因工程技术生产耐贮番茄等，延长货架期。基因工程在食品包装中的应用PHA（聚β-羟基脂肪酸）PHB（聚β-羟基丁酸）可生物降解材料包装检测指示剂在食品包装中的应用氧敏性染料——气调包装肌红蛋白指示剂——食品微生物质量生物信息技术在包装检测中的应用生物芯片毒理分析与检测3.食品检测中生物技术的应用有哪些？•食品质量检测–如用固定化酶技术制备酶电极、酶试纸，可以快速简便地检测食品中的化学成分。–利用基因工程的DNA指纹技术可以鉴定食品原料和终端产品是否掺假，检测谷物、坚果、牛奶中是否含有微量毒素。–利用PCR技术可迅速检测是否为转基因食品。–利用生物转化、厌氧发酵等方法处理食品工业废水，达标排放。•转基因食品的PCR检测聚合酶链反应(PCR)技术应用于转基因食品的检测，其敏感、快速、简便的特点是其他检测技术所无法比拟的。转基因食品的ELISA检测转基因食品也可以通过转基因的表达产物——蛋白质进行检测，ELISA方法是检测转基因作物中的重组蛋白产物的常用方法。4基因食品有什么看法？•即以DNA重组技术或克隆技术为手段，实现动物、植物、微生物的基因转移或DNA重组，以改良食品原料或食品微生物。如利用基因工程技术改良食品加工的原料、改良微生物菌种的性能、生产酶制剂、生产保健食品的有效成分等。•通过转基因技术制造有利于人类健康的食品或有效因子。–如低胆固醇肉猪、低胆固醇蛋和高特种微量元素蛋、人类血液代用品、高异黄酮大豆、高胡萝卜素稻米等。选育和推广适宜贮藏加工的品种，以便向食品、医药行业提供更多易贮藏的工业原料；玉米的深加工和综合利用，为现有或有待开发的新产品提供充足的原料；肉、奶、水产品的加工利用和肉类保鲜方面，提高综合品质以及瘦肉、嫩肉和肥肉的综合利用；还有发酵乳制品、双歧杆菌发酵乳等新产品；分离提取水产品中有效成分，不断推出保健制品和药物制品；绿色食品添加剂的研制与开发，重点在防腐、抗氧化、保鲜、强化、复合添加剂等方面；麦秸、稻草、豆秸、木屑、枝叶、玉米秆、薯蔓等植物纤维素资源，通过生物转化，生产一些重要的生物产品。5.谈谈现代生物技术在食品工业上的应用和发展趋势。1新时代食品工业呈现的新特点–食品生产模式发生“绿色位移”–食品加工“重心前移”–“食品安全”的内涵发生变化–食品产业实现综合利用和零排放•大力开发食品添加剂新品种根据国际上对食品添加剂的要求，今后要从两个方面加大开发的力度，–用生物法代替化学合成的食品添加剂，迫切需要开发的有保鲜剂、香精香料、防腐剂、天然色素等。–要大力开发功能性食品添加剂，如具有免疫调节、延缓衰老、抗疲劳、耐缺氧、抗辐射、调节血脂、调整肠胃功能性组分。–发展微生物的保健食品微生物食品有着悠久的历史，酱油、食醋、饮料、酒、蘑菇等属于这个领域，它们与双歧杆菌饮料、酵母片剂、发酵乳制品等微生物医疗保健品一样，有着巨大的发展潜力。利用微生物生产食品具有独特的特点，繁殖过程快，在一定条件下可大规模生产，要求营养物质简单。食用菌的投入与产出比高于其他经济作物，食用菌不仅营养丰富，还含有许多保健功能成分，应大力发展食用菌保健食品。––螺旋藻食品螺旋藻是世界是最早的海洋天然藻类生物，富含人体所需18种氨基酸，54种微量元素，多种维生素及亚麻酸、亚油酸和多种天然藻类蛋白质，是人和动物理想的纯天然的优质蛋白质食品。联合国粮农组织已将螺旋藻列入21世纪人类食品资源开发计划，我国也将螺旋藻的研发列为工作重点。•开发某些虫类高蛋白食品昆虫蛋白质也是优质的新食物源，如中华稻蝗的蛋白质含量占虫体干重的73.5％，其氨基酸组成与鸡蛋蛋白相似被称为完全蛋白。还有蟋蟀、蝉、蝴蝶、蚂蚁的蛋白质分别占干重的75%、72％、71%和67％，都具有食用价值，完全可以开发。苍蝇的幼虫（蛆）富含62％左右的蛋白质及各种氨基酸，从蛆壳中还可以提取纯度很高的几丁质。可以说，昆虫食物是人类较为理想的高营养食品，有望成为人类重要的保健食物来源，利用生物技术开发昆虫类高蛋白食品具有广阔的前景。