第一篇：食品生物技術綜述論文匯總

淺談生物技術在食品工業(yè)中的應用及展望

【摘要】近年來，隨著現(xiàn)代生物技術突飛猛進的發(fā)展，生物技術在食品工業(yè)中的應用日益廣泛和深入，特別是基因工程技術、蛋白質(zhì)工程、酶工程技術、發(fā)酵工程技術等現(xiàn)代生物技術，它的發(fā)展對于解決食物短缺，緩解人口增長帶來的壓力，豐富食品種類，滿足不同消費需求，開發(fā)新型功能性食品具有重要的貢獻。現(xiàn)以基因工程為主要內(nèi)容，分析生物技術在食品工業(yè)中的應用。

【關鍵詞】生物技術，食品工業(yè)，應用，展望

一、前言

生物技術是以生命科學為基礎，利用生物的特性和功能，設計構(gòu)建具有預期性狀的新物種或新品系，以及與工程原理和技術相結(jié)合進行社會生產(chǎn)或為社會服務的結(jié)合性科學技術。它涵蓋了基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程等學科,是研究生物學、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)與食品科學的基礎工具，廣泛應用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、化工、環(huán)境保護等各個行業(yè)。生物技術是當今迅速發(fā)展的高新技術領域，是21世紀最具有發(fā)展?jié)摿Φ男屡d產(chǎn)業(yè)之一。隨著科學技術與經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)食品在人們生活中的重要性越來越突出，而生物技術這項高新技術的發(fā)展為食品工業(yè)的技術進步注入了新的血液。

二、生物技術在食品工業(yè)中的應用

(一)食品原料改良,提高食品的營養(yǎng)價值

利用基因工程、細胞工程改造動物、植物、微生物資源向人類提供各種轉(zhuǎn)基因食品和食品添加劑,一方面提高了農(nóng)作物產(chǎn)量、改善農(nóng)作物抗蟲、抗病、抗除草劑和抗寒能力,另一方面使食品的營養(yǎng)價值、風味品質(zhì)得到改善,食品儲藏和保存時間有所延長。我國利用基因工程技術培育的轉(zhuǎn)基因抗病番茄、抗病甜椒,目前累計種植3,000多畝,耐貯番茄在室溫下儲藏56天,好果率達70%以上。

采用常規(guī)的誘變、雜交方法與細胞融合、基因工程技術結(jié)合進行菌種改造和采用基因工程和蛋白質(zhì)工程技術構(gòu)建“基因工程菌”,改良食品微生物的生產(chǎn)性能。生物技術已應用于啤酒酵母的改造,如將a-乙酰乳酸脫羧酶基因克隆到啤酒酵母中進行表達,可降低啤酒雙乙酰含量而改善啤酒風味,選育出分解b-葡萄糖和糊精的啤酒酵母,能夠明顯提高麥芽汁的分解率并改善啤酒質(zhì)量;構(gòu)建具有優(yōu)良嗜殺其它菌類活性的嗜殺啤酒酵母已成為純種發(fā)酵的重要措施。

（二）新型保健食品和食品添加劑的應用

1、在各種食品添加劑生產(chǎn)中的應用

隨著科學和經(jīng)濟的發(fā)展，生物催化技術在發(fā)酵調(diào)味品和發(fā)酵食品的生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越大的作用。食品添加劑在現(xiàn)代食品工業(yè)中占有重要的位置，不僅保證了食品的色、香、味、外形、新鮮度，延長了保質(zhì)期，同時也改善了食品品質(zhì)，提高了加工效率等。利用生物技術能夠生產(chǎn)多種食品添加劑。如：抗氧化劑(VC、異VC鈉、VE)、增稠劑(黃原膠)、鮮味劑(味精、I＋G、5－鳥苷酸)、甜味劑(阿斯巴甜、風味修飾蛋白(TMR）、果葡糖漿等)、色素(紅曲色素、類胡蘿卜素等)、木糖醇、肌醇等。生物技術在肉類香精中的應用主要體現(xiàn)在：酶技術被應用于肉蛋白質(zhì)的水解中，產(chǎn)生高質(zhì)量的肉蛋白酶水解物，進而生產(chǎn)出肉味更逼真、強度更高的天然肉類香精。微生物與酶已被證實在食品風味劑生產(chǎn)中有著不可替代的影響，同樣，從改善食品風味的目的出發(fā)，外加風味酶處理也逐漸受到人們的重視。

2、在保健食品的功能性基料生產(chǎn)中的應用

功能性保健食品的興起是食品工業(yè)新發(fā)展，食品的功能研究與基料的開發(fā)是21世紀的重大課題。目前開發(fā)的有酶法生產(chǎn)低聚糖、糖醇、多價不飽和脂肪酸、肽類，基因工程生產(chǎn)乳酸菌類如雙歧桿菌、德氏乳桿菌等，發(fā)酵法生產(chǎn)細菌的糖如葡聚糖及真菌多糖等。此外，還有V-亞麻酸、花生四烯酸、單細胞蛋白等。

（三）生物技術在食品發(fā)酵工程的應用

發(fā)酵工程是將微生物學、生物化學和化學工程學的基本原理有機的結(jié)合起來，是一門利用微生物的生長和代謝活動來生產(chǎn)各種有用物質(zhì)的工程技術。目前，生物技術已廣泛應用于微生物菌種的改造和構(gòu)建。其中在食品發(fā)酵中比較典型的就是對啤酒酵母的改造。Henderson等以質(zhì)粒pEⅡ13∶1和pEHBⅡ作為載體，篩選出了具有分解葡聚糖和糊精的啤酒酵母，這種酵母能夠明顯提高麥汁的分解率并改善啤酒質(zhì)量。由于生物技術育種具有較強的定向性，新的酵母會不斷被開發(fā)出來。

當然，具有特定功能的微生物發(fā)酵工業(yè)也將是生物技術首先改造的領域，通過生物技術篩選出了生產(chǎn)抗菌多肽(如鏈菌肽)、組織改良酶(如丙氨酸轉(zhuǎn)胺酶)的微生物。這些技術的成熟、發(fā)展及其研究范疇的擴大，無疑對食品保鮮和新型食品形態(tài)的開發(fā)產(chǎn)生積極的影響。通過生物技術進行特定功能食品酶制劑的開發(fā)也呈現(xiàn)出良好的發(fā)展趨勢。大部分工業(yè)酶的生產(chǎn)都依靠微生物的代謝進行，酶作為一種特殊的蛋白質(zhì)，理論上都能在工程菌的DNA上找到對應的核苷酸序列。同時，由于微生物的DNA序列相對高等生物來說結(jié)構(gòu)簡單，功能區(qū)域容易分析。因此，更易于進行基因工程改造。

目前，除了可以利用生物技術對傳統(tǒng)的工業(yè)酶如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、糖化酶以及植酸酶進行改造，以提高其酶活性之外，通過生物技術定向改造的以前自然界所沒有的新型酶制劑也被開發(fā)出來。近年來廣泛研究了細菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精以期得到耐高溫、耐酒精的新菌種。例如，日本從土壤中分離得到一株酒精生產(chǎn)菌（TB-22），它能利用稻草，廢木材和纖維素生產(chǎn)酒精。味精生產(chǎn)線廣泛采用雙酶法糖化發(fā)酵工藝取代傳統(tǒng)的酸法水解工藝可提高原料利用率10%左右。在鮮牛奶生產(chǎn)酸性飲料工藝中，運用加入添加劑和。高壓均質(zhì)乳化的方法解決了酪蛋白 在酸性條件下產(chǎn)生沉淀分離的技術問題，為牛乳深加工創(chuàng)出一條新路，以上等等方面，無不為我們展示了發(fā)酵技術在食品科學中的誘人前景。1在食品發(fā)酵工業(yè)中的應用

（四）在食品資源改造中的應用

應用現(xiàn)代生物技術，特別是對DNA進行操作，將DNA從一個生物轉(zhuǎn)化至另一個生物(重組DNA技術)，這樣可以將任何生物的性狀轉(zhuǎn)移到植物、動物和微生物中。這項技術現(xiàn)已用于改造或轉(zhuǎn)化當今用作食品的植物、動物和微生物。與此同時，人們采用細胞生物學的方法，建立了細胞融合技術和動物、植物細胞大量控制性培養(yǎng)技術，按照預定的設計改造遺傳物質(zhì)和進行細胞培養(yǎng)。基因工程和細胞工程技術的應用，一方面提高了農(nóng)作物產(chǎn)量和改善農(nóng)作物的抗蟲、抗病、抗除草劑和抗寒等能力；另一方面，使食品的營養(yǎng)價值、風味品質(zhì)得到改善，食品儲藏和保存時間得以延長。

利用基因工程技術，不但可以成倍地提高酶的活力，而且還可以將生物酶基因克隆到微生物中，構(gòu)建生物工程菌來生產(chǎn)酶。例如，在奶酪工業(yè)中需要大量的凝乳酶，傳統(tǒng)來源是從小牛的皺胃液中提取，隨著干酪工業(yè)的發(fā)展，全世界每年大約要宰殺5000萬頭小牛，造成酶成本不斷提高。現(xiàn)將小牛凝乳酶基因?qū)虢湍富虼竽c桿菌中，構(gòu)建基因工程菌，并已實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，為奶酪工業(yè)提供了廉價而充足的凝乳酶。據(jù)1995年統(tǒng)計，已有50％的工業(yè)用酶是用轉(zhuǎn)基因微生物生產(chǎn)的。

（五）在食品分析檢測中的應用

利用酶工程的固定化技術，制成酶電極、酶試紙等，可以快速、簡便地測定食品中的化學成分，包括葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、酒精、谷氨酸等。值得一提的是作為食品安全衛(wèi)士的農(nóng)藥殘留速測儀所用的關鍵試劑——高活性酶已開發(fā)成功，并已在果蔬農(nóng)藥殘留的快速檢測中推廣應用。可適用于葉菜、豆芽、瓜、果等，可檢測有機磷類和氨基甲酸酯兩大類，幾十種劇毒、高毒農(nóng)藥。利用基因工程的DNA指紋技術鑒定食品原料和最終產(chǎn)品是否摻假，檢測谷物、堅果、牛奶中所含的微量毒素如黃曲霉素等。利用核酸聚合酶連鎖反應(PCR)技術可以迅速擴增DNA和RNA片斷，使其達到能夠檢測出的數(shù)量，可用于檢測食品中微量的細菌或病毒的污染等。

現(xiàn)代生物技術在食品包裝上的應用主要是制造一種有利于食品保質(zhì)的環(huán)境,如葡萄糖氧化酶能除O2,延長食品的保鮮期,保持食品色、香、味的穩(wěn)定性,被應用于茶葉、冰淇淋、奶粉、罐頭等產(chǎn)品的除氧包裝;溶菌酶能消除有害微物生的繁殖,而讓某些有益菌得以繁殖,被廣泛應用于清酒、乳制品、水產(chǎn)品、香腸、奶油、生面條等食品中以延長保鮮期。利用生物技術制造有特殊功能的包裝材料如包裝紙、包裝膜中加入生物酶,使其具有抗氧化、殺菌、延長食品反應速度等。利用生物技術改變食物貯藏方式和貯藏期,如利用基因工程技術生產(chǎn)耐貯番茄等,延長貨架期。

（六）在食品包裝中的應用

現(xiàn)代食品工業(yè)的發(fā)展和人們生活及生產(chǎn)模式的變化，用已有的包裝技術很難滿足人們對包裝的要求。曾有很多專家呼吁用生物技術來改造我們的食品工業(yè)和包裝工業(yè)。實際上，專家們所談到的生物技術就是指現(xiàn)代生物技術。現(xiàn)代生物技術中最有望用于食品包裝領域的可能是酶工程生物酶在食品包裝上的應用主要是制造一種有利于食品保質(zhì)的環(huán)境。它主要根據(jù)不同食品所含酶的種類來選用不同的生物酶，使食品所含不利于食品保質(zhì)的酶受到抑制或降低其反應速度，最終增長食品的貨架壽命。

可用于食品包裝的生物酶種類很多，主要是葡萄糖氧化酶和細胞壁溶菌酶。葡萄糖氧化酶對食品有多種作用，在食品保鮮及包裝中起的最大作用是除氧，可以延長食品的保鮮保質(zhì)期。細胞壁溶解酶的最大特點是抑制某些微生物的繁殖，促進某些有益細菌繁殖，在食品包裝上更多的是用作防腐。例如：細胞壁溶解酶中的卵清溶菌酶就被用作代替有害人體健康的化學防腐劑，對食物進行保鮮貯藏。利用生物技術還可生產(chǎn)生物可降解的食品包裝材料,建立食品的質(zhì)量檢測方法,處理食品工業(yè)廢水等,如用固定化酶技術制備酶電極、酶試紙,可以快速簡便地檢測食品中的化學成分。利用基因工程的DNA指紋技術可以鑒定食品原料和終端產(chǎn)品是否摻假,檢測谷物、堅果、牛奶中是否含有微量毒素;利用PCR技術可迅速檢測是否為轉(zhuǎn)基因食品,利用生物轉(zhuǎn)化、厭氧發(fā)酵等方法處理食品工業(yè)廢水,使BOD、COD大大降低,達標排放。

三、生物技術在食品工業(yè)中的展望

生物技術是一門新興的高新技術，它的迅猛發(fā)展必將影響到科技、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品等諸多領域，它將有助于解決能源、糧食、疾病和環(huán)境污染等一系列全球性的重大問題，給全人類帶來難以估量的經(jīng)濟效益。生物技術已深入到食品工業(yè)的各個環(huán)節(jié)，對食品工業(yè)的發(fā)展發(fā)揮越來越重要的作用。因此，生物技術必將成為新世紀的主要技術，它的發(fā)展必將給人們帶來更豐富，更有利于健康，更富有營養(yǎng)的食品，并帶動食品工業(yè)發(fā)生革命性變化。

（一）大力開發(fā)食品添加劑新品種

根據(jù)國際上對食品添加劑的要求，一是用生物法代替化學法合成的食品添加劑，迫切需要開發(fā)的有保鮮劑、香精香料、防腐劑、天然色素；二是大力開發(fā)功能性食品添加劑，如具有免疫調(diào)節(jié)，延緩衰老，抗疲勞，耐缺氧，抗輻射，調(diào)節(jié)血脂，調(diào)節(jié)腸胃功能性組分。

（二）發(fā)展微生物的保健食品

利用微生物生產(chǎn)食品具有獨特的特點，繁殖過程快，在一定條件下可大規(guī)模生產(chǎn)，要求營養(yǎng)物質(zhì)簡單。如醬油、食醋、酒與雙歧桿菌料、酵母片劑、發(fā)酵乳制品等微生物醫(yī)療保健品一樣，有著巨大的發(fā)展?jié)摿?食用菌不僅營養(yǎng)豐富，還含有許多保健品功能成分，應大力發(fā)展食用菌保健食品.（三）新生物資源的開發(fā)及利用

新生物資源包括一些未開發(fā)的植物、動物及微生物等，對中國而言，傳統(tǒng)中藥材是一個寶庫，很多中藥本身就是食品，這方面日本已十分先進，尤其是確定重要的品種規(guī)范，種植規(guī)范，成份的穩(wěn)定性以及動物臨床試驗的驗證，以制造出能夠被世界廣泛接受的功能食品.另外，海洋生物尤其是海洋藻類也是一個十分重要的生物資源。研究表明，大部分微藻含有生物活性物質(zhì)，并且可安全食用。中國可使用的生物資源十分豐富，其中很多品種尚未開發(fā)，而其中一部分還具有十分優(yōu)良的遺傳特性..如果采用現(xiàn)代生物技術，相信中國食品工業(yè)尤其是功能食品工業(yè)會有長足的發(fā)展，并在世界食品工業(yè)占據(jù)重要地位。

21世紀的食品工業(yè)將是一個繼續(xù)快速發(fā)展的行業(yè)，隨著現(xiàn)代生物技術的進一步發(fā)展和應用，食品行業(yè)發(fā)生變革是必然的趨勢。21世紀將是生物技術的光輝世紀，食品工業(yè)將成為現(xiàn)代生物技術應用最廣闊、最活躍、最富有挑戰(zhàn)性的領域，隨著現(xiàn)代生物技術在食品領域的廣泛應用，食品工業(yè)將不再是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)食品的概念，工業(yè)食品將在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)重要的地位。我們要充分利用世界生物技術迅猛的鍥機，重視食品生物技術的研究，利用現(xiàn)代生物技術，促進我國食品工業(yè)的改革，實現(xiàn)我國食品工業(yè)的健康有序地發(fā)展。

參考文獻：

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題目：淺談生物技術在食品工業(yè)中的應用及展望 院系：食品科學與工程學院 專業(yè)：油脂加工工藝學 班級：食品093 姓名：梅霄 學號：090107609 指導老師：汪老師

2012年6月3號

第二篇：食品生物技術論文

食品生物技術

基因工程的應用進展與未來展望

摘要：食品生物技術具有悠遠的發(fā)展歷史，是伴隨著人類社會由狩獵向農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)轉(zhuǎn)變出現(xiàn)的，在促進人類社會文明的發(fā)展方面有著非常重要的作用。食品生物技術已經(jīng)滲透到食品工業(yè)的方方面面。食品生物技術是現(xiàn)代生物技術在食品領域中的應用，是指以現(xiàn)代生命科學的研究成果為基礎，結(jié)合現(xiàn)代工程技術手段和其他學科的研究成果，用全新的方法和手段設計新型的食品和食品原料。21世紀的食品工業(yè)將是建立在現(xiàn)代食品生物技術和現(xiàn)代食品工程技術兩大支柱上的一個全新的朝陽產(chǎn)業(yè)。

關鍵詞：食品生物技術基因工程轉(zhuǎn)基因食物食品工業(yè)應用安全前景展望

食品生物技術在食品工業(yè)中的應用首先是基因工程的應用，即以DNA重組技術或克隆技術為手段，實現(xiàn)動植物、微生物等的基因轉(zhuǎn)移或DNA重組，以改良食品原料或食品微生物?；蚬こ碳夹g在20世紀90年代開始在食品工業(yè)中應用，其標志是第一例重組DNA基因工程菌生產(chǎn)的凝乳酶在奶酪工業(yè)的應用。微生物源基因工程食品是最早的轉(zhuǎn)基因食品，在1988年瑞士當局通過了重組DNA基因工程菌生產(chǎn)凝乳酶的安全性評價，允許在奶酪工業(yè)中使用。目前，轉(zhuǎn)基因微生物主要生產(chǎn)用于食品加工的酶和食品添加劑。

從轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展階段來看，轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展可以分為三類：

1.第一代轉(zhuǎn)基因食品，是以增加農(nóng)作物抗性和耐貯性的轉(zhuǎn)基因植物源食品。

2.第二代的轉(zhuǎn)基因食品是以改善食品的品質(zhì)，增加食品的營養(yǎng)為主要特征。

3.第三階段的轉(zhuǎn)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世紀70年代初發(fā)展起來的一門新興科學，由此而引發(fā)了當今世界各國所矚目的生活技術?；蚬こ逃萌斯さ姆椒ò巡煌锏倪z傳物質(zhì)（基因）分離出來，在體外進行剪切、拼接、重組，形成基因重組體，然后再把重組體引入宿主細胞或個體中以得到高效表達，最終獲得人們所需要的基因產(chǎn)物。2基因工程的理論基礎

2.1不同基因具有相同的物質(zhì)基礎

2.2基因是可切割和轉(zhuǎn)移的。

2.3多肽與基因之間存在對應關系，并且有著相同的遺傳密碼。

2.4基因的遺傳信息是可以遺傳的。

3基因工程技術在食品行業(yè)中的應用

基因工程技術是現(xiàn)代生物技術的核心內(nèi)容，即采用類似工程設計的方法，按照人類的特殊需要將具有遺傳性的目的基因在離體條件下進行剪切、組合、拼接，再將人工重組的基因通過載體導入受體細胞，進行無性繁殖，并使目的基因在受體細胞中高速表達，產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)品或組建成新的生物類型。

塑料作為四大包裝材料之一，由于其質(zhì)輕、強度好用量逐年遞增。但由于用石油產(chǎn)品制成的傳統(tǒng)塑料，其廢棄物很難降解，造成白色污染。因此，可降解塑料成為當今的研究熱點。目前PHB的生產(chǎn)成本依然太高，用細菌發(fā)酵生產(chǎn)PHB 的成本至少是化學合成聚乙烯的5 倍，這嚴重限制了PHB 在商業(yè)上的應用。為降低PHB 的生產(chǎn)成本，提高PHB 與傳統(tǒng)塑料的市場競爭力，可向植物體內(nèi)引入PHB 生物合成途徑，以植物為表達載體，利用CO2 及光能合成PHB，是大規(guī)模

廉價生產(chǎn)PHB的一種很有前景的方法，用轉(zhuǎn)基因植物來生產(chǎn)PHB是降低生產(chǎn)成本的較好選擇。

在食品保藏、貯運方式上，利用基因工程可延長食物的貯藏期，改變傳統(tǒng)的貯運方式。如通過轉(zhuǎn)基因技術生產(chǎn)的延熟番茄，主要通過乙烯合成途徑調(diào)控，抑制乙烯合成，從而達到延遲成熟、耐貯藏的目的。鄭鐵松[5]等報道，促進果實成熟和器官衰老是乙烯最主要的生理功能，在果實中乙烯生物合成的關鍵酶主要是ACC 合成酶和ACC 氧化酶，在果實成熟時這兩種酶的活力明顯增加，導致乙烯含量急劇增加，促進果實成熟。另據(jù)劉全永[6]報道，采用基因工程技術，使外源性基因?qū)腭R鈴薯中，可賦予其特定的抗病性，從而大大提高了原材料的品質(zhì)?；蚬こ碳夹g在食品行業(yè)中的應用具體概括有以下幾個方面：

3.1 利用基因工程改造食品微生物

3.2 利用基因工程改善動物食品原料的品質(zhì)

3.3 利用基因工程改進食品生產(chǎn)工藝

3.4 改良食品風味

3.5 利用基因工程生產(chǎn)食品添加劑及功能性食品基因工程的歷史發(fā)展概況

4.1 基因工程的前期準備階段1944年，美國

微生物學家Avery等通過細菌轉(zhuǎn)化研究證明DNA是基因載體，明確了基

因的分子載體是DNA而不是蛋白質(zhì)，即遺傳的物質(zhì)基礎。

4.2 基因工程的誕生1972年，Berg

等首次用限制性內(nèi)切酶EcoR I切割病毒SV40DNA和噬菌體DNA，經(jīng)過

連接，組成重組DNA分子。1980年人們首次通過顯微鏡注射培育出世

界第一個轉(zhuǎn)基因動物—轉(zhuǎn)基因小鼠，1983年美國和法國的科學家在世

界上第一次進行了抗除草劑轉(zhuǎn)基因煙草的田間實驗。

4.3 基因工程的迅速發(fā)展階段

近20年是基因工程迅速發(fā)展的階段，在基因工程基礎研究方面，開發(fā)

了大量的基因操作技術，開發(fā)了許多共供轉(zhuǎn)化原核生物和動物、植物細

胞載體，并獲得了大量轉(zhuǎn)基因生物。在農(nóng)業(yè)上，基因工程發(fā)展速度勢頭

強勁。據(jù)估計，2000年全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積由1996年的170萬hm2，增加到4420萬hm2，增加了25倍之多。基因工程基本技術

5.1 目的基因獲得與序列分析

5.1.1 目的基因的定義與結(jié)構(gòu)

5.1.2 目的基因的制備方法

5.1.3 目的基因的分離策略

5.1.4 DNA序列測定

5.2 目的基因與載體的連接（重組與克?。?/p>

5.2.1 亞克隆

5.2.2 黏性末端連接

5.2.3平端連接

5.2.4 同聚物加尾連接

5.2.5 人工接頭連接

5.3 重組DNA向受體的轉(zhuǎn)化

5.3.1 轉(zhuǎn)化反應

5.3.2 磷酸鈣沉淀法

5.3.3 體外包裝轉(zhuǎn)染法

5.3.4 共轉(zhuǎn)化

5.3.5 電轉(zhuǎn)化法

5.3.6 基因槍法

5.3.7 微注射技術法

5.3.8 脂質(zhì)體導入法

5.3.9 轉(zhuǎn)化酵母菌

5.4 植物細胞轉(zhuǎn)化技術

5.4.1 重組DNA載體轉(zhuǎn)化法

5.4.2 植物細胞外源基因的直接轉(zhuǎn)化法

5.5 重組體的篩選與外源基因的鑒定

5.5.1 重組體的篩選

5.5.2 重組體的鑒定

5.6 反義基因技術

5.7 RNA沉默技術現(xiàn)代生物技術食品安全

自從發(fā)現(xiàn)遺傳物質(zhì)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代分子生物學的研究進入了

一個嶄新的時代。20世紀60年代末斯坦福大學教授Berg嘗試用來自細菌的一段DNA與猴子病毒SV40的DNA連接起來，獲得世界第一例重組DNA。但這項研究受到其他科學家的質(zhì)疑，因為SV40病毒是一種小型動物的腫瘤病毒，可以將人類的細胞培養(yǎng)裝化為類腫瘤細胞。如果研究中的一些材料擴散到環(huán)境中將對人類造成巨大的災難。

1990年召開的第一屆FAO/WHO專家咨詢會議在安全性評價方面邁出

了第一步，認為傳統(tǒng)的食品安全性評價毒理學方法已不再適用于轉(zhuǎn)基因食品。1993年經(jīng)濟發(fā)展合作組織召開了轉(zhuǎn)基因食品安全會議，會議提出了《現(xiàn)代轉(zhuǎn)基因食品安全性評價：概念與原則》的報告，報告中的“實質(zhì)等同性原則”得到了世界各國的認同。

雖然生物技術食品代表著未來食品的發(fā)展方向，但其任然存在一定的潛在性風險，目前世界各國已經(jīng)達成共識：建立科學合理的安全評價技術體系，加強生物技術食品的安全管理，積極促進生物技術在農(nóng)業(yè)和食品領域的發(fā)展，使生物技術可以更好地為人類服務。

7我國在農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理上建立的五大體系

7.1 法規(guī)體系

7.2 安全評價體系

7.3 技術檢測體系

7.4 監(jiān)測體系

7.5 標準體系

我國對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品的食用安全性評價是依據(jù)CAC的指導原則，以“實質(zhì)等同性原則”為基本原則，結(jié)合個案分析原則，分階段管理原則，逐步完善原則，預防為主原則等制定的。我國的轉(zhuǎn)基因技術研究盡管起步晚，但是由于受到有關部門的高度重視，發(fā)展速度非?？?，在某些領域已進入世界先進行列。1993年我國的抗蟲草的煙草進入了大田試驗階段，2000年我國抗蟲轉(zhuǎn)基因棉花的種植面積超過了36.7萬hm2。轉(zhuǎn)基因食品在不知不覺間已經(jīng)變得與我們的生活密切相關。也越來越認識到加強轉(zhuǎn)基因生物安全管理的重要性。

8前景展望

隨著人們生活水平的提高和消費觀念的改變，人們更關注食品的內(nèi)在營養(yǎng)和食品的衛(wèi)生安全，同時提倡綠色消費，這就對食品生產(chǎn)提出了更高的要求。現(xiàn)代生物技術在食品領域所起的作用是傳統(tǒng)技術無法比擬的，它在食品工業(yè)中的地位越來越重要。目前，現(xiàn)代生物技術在食品領域的應用涉及到基因工程、細胞工程、酶工程和微生物(發(fā)酵)工程等當今公認的四大生物技術體系。重點開發(fā)的幾個領域為：開發(fā)新酶品種以及酶的固定化和細胞工業(yè)化應用；加強高產(chǎn)菌株和耐特殊環(huán)境微生物的遺傳育種；用生物法代替化學合成生產(chǎn)食品添加劑；綜合利用技術，進行原料的深度加工，采用清潔閉路生產(chǎn)工藝，將廢棄物資源化，達到節(jié)糧、節(jié)能、減少污染的目的；工業(yè)化生產(chǎn)中生物技術產(chǎn)物的分離提取水平低一直是阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“瓶頸”問題，因此，生物技術產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)及高收率的提取技術是今后發(fā)展的重要方面；研究開發(fā)多功能、多指標的生物傳感器，有效監(jiān)控生產(chǎn)過程，利用生物技術建立高特異性、高靈敏度、快速簡便的食品衛(wèi)生檢測方法是確保食品安全的重要手段。結(jié)束語

現(xiàn)代生物技術在食品工業(yè)中的應用越來越廣泛，它不僅用來制造某些特殊風味的食品；還用于改進食品加工工藝和提供新的食品資源。食品生物技術已成為食品工業(yè)的支柱，是未來發(fā)展最快的食品工業(yè)技術之一，具有廣闊的發(fā)展前景和美好的未來。

現(xiàn)代食品生物技術為人類解決食品短缺和環(huán)境的農(nóng)藥帶來了希望，同時用這些技術生產(chǎn)的食品是否存在安全性方面的問題，也是一直受到人們的廣泛關注，特別是用轉(zhuǎn)基因技術生產(chǎn)的食品，熱部門從得到第一例重組DNA細菌開始，人們就意識到如果不對生物技術進行管理，生物技術帶給人類的將不僅是利益，而且還會有災難，為此，各國政府分別制定了對生物技術管理的政策法規(guī)，國際組織也紛紛加入到這個行列來。所以說，我們應該正確的認識生物技術的利與弊，使生物技術很好的為人類服務。

第三篇：食品生物技術課程論文

食品生物技術課程論文

——轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展現(xiàn)狀及安全性探究

轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展現(xiàn)狀及安全性探究

摘要：隨著轉(zhuǎn)基因技術的迅猛發(fā)展，轉(zhuǎn)基因食品逐漸走上了老百姓家的餐桌，與此同時，轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題也成為了熱議話題。本文詳細分析了轉(zhuǎn)基因食品的利與弊，通過案例對轉(zhuǎn)基因食品的安全性做出了評價。

關鍵字：食品

轉(zhuǎn)基因

安全性

一．轉(zhuǎn)基因食品的含義

轉(zhuǎn)基因食品是利用現(xiàn)代分子生物技術，將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其他物種中去，改造生物的遺傳物質(zhì)，使其在形狀、營養(yǎng)品質(zhì)、消費品質(zhì)等方面向人們所需要的目標轉(zhuǎn)變。以轉(zhuǎn)基因生物為直接食品或為原料加工生產(chǎn)的食品就是“轉(zhuǎn)基因食品”。

二．轉(zhuǎn)基因食品的種類

1.植物轉(zhuǎn)基因食品

植物性轉(zhuǎn)基因食品很多。例如，面包生產(chǎn)需要高蛋白質(zhì)含量的小麥，而目前的小麥品種含蛋白質(zhì)較低，將高效表達的蛋白基因轉(zhuǎn)入小麥，將會使做成的面包具有更好的焙烤性能。番茄是一種營養(yǎng)豐富、經(jīng)濟價值很高的果蔬，但它不耐貯藏。為了解決

轉(zhuǎn)基因食品——西紅柿番茄這類果實的貯藏問題，研究者發(fā)現(xiàn)，控制植物衰老激素乙烯合成的酶基因，是導致植物衰老的重要基因，如果能夠利用基因工程的方法抑制這個基因的表達，那么衰老激素乙烯的生物合成就會得到控制，番茄也就不會容易變軟和腐爛了。美國、中國等國家的多位科學家經(jīng)過努力，已培育出了這樣的番茄新品種。這種番茄抗衰老，抗軟化，耐貯藏，能長途運輸，可減少加工生產(chǎn)及運輸中的浪費。

2.動物性轉(zhuǎn)基因食品

動物性轉(zhuǎn)基因食品也有很多種類。比如，牛體內(nèi)轉(zhuǎn)入了人的基因，牛長大后產(chǎn)生的牛乳中含有基因藥物，提取后可用于人類病癥的治療。在豬的基因組中轉(zhuǎn)入人的生長素基因，豬的生長速度增加了一倍，豬肉質(zhì)量大大提高，現(xiàn)在這樣的豬肉已在澳大利亞被請上了餐桌。

3.轉(zhuǎn)基因微生物食品

微生物是轉(zhuǎn)基因最常用的轉(zhuǎn)化材料，所以，轉(zhuǎn)基因微生物比較容易培育，應用也最廣泛。例如，生產(chǎn)奶酪的凝乳酶，以往只能從殺死的小牛的胃中才能取出，現(xiàn)在利用轉(zhuǎn)基因微生物已

轉(zhuǎn)基因食品——草莓能夠使凝乳酶在體外大量產(chǎn)生，避免了小牛的無辜死亡，也降低了生產(chǎn)成本。

4.轉(zhuǎn)基因特殊食品

科學家利用生物遺傳工程，將普通的蔬菜、水果、糧食等農(nóng)作物，變成能預防疾病的神奇的“疫苗食品”?？茖W家培育出了一種能預防霍亂的苜蓿植物。用這種苜蓿來喂小白鼠，能使小白鼠的抗病能力大大增強。而且這種霍亂抗原，能經(jīng)受胃酸的腐蝕而不被破壞，并能激發(fā)人體對霍亂的免疫能力。于是，越來越多的抗病基因正在被轉(zhuǎn)入植物，使人們在品嘗鮮果美味的同時，達到防病的目的。

三．轉(zhuǎn)基因食品的優(yōu)點與缺點

轉(zhuǎn)基因食品有較多的優(yōu)點：可增加作物單位面積產(chǎn)量；可以降低生產(chǎn)成本；通過轉(zhuǎn)基因技術可增強作物抗蟲害、抗病毒等的能力；提高農(nóng)產(chǎn)品的耐貯性，延長保鮮期，滿足人民生 活水平日益提高的需求；可使農(nóng)作物開發(fā)的時間大為縮短；可以擺脫季節(jié)、氣候的影響，四季低成本供應；打破物種界限，不斷培植新物種，生產(chǎn)出有利于人類健康的食品。

轉(zhuǎn)基因食品也有缺點：所謂的增產(chǎn)是不受環(huán)境影響的情況下得出的，如果遇到雨雪的自然災害，也有可能減產(chǎn)更厲害。

四．轉(zhuǎn)基因食品發(fā)展現(xiàn)狀

近十余年來，現(xiàn)代生物技術的發(fā)展在農(nóng)業(yè)上顯示出強大的潛力，并逐步發(fā)展成為能夠產(chǎn)生巨大社會效益和經(jīng)濟利益的產(chǎn)業(yè)。1999年，全世界有12個國家種植了轉(zhuǎn)基因植物，面積已達3990萬公頃。其中美國是種植大戶，占全球種植面積的72%。世界很多國家紛紛將現(xiàn)代生物技術列為國家優(yōu)先發(fā)展的重點領域，投入大量的人力、物力和財力扶持生物技術的發(fā)展。但是，轉(zhuǎn)基因食品在世界各個國家和地區(qū)之間的發(fā)展是不均衡的。

中國有13億人口，占世界總?cè)丝诘?2%，這意味著中國將以占世界可耕地面積的7%養(yǎng)活世界22%的人口。城市化發(fā)展使農(nóng)業(yè)耕地不斷減少，而人口又持續(xù)增加，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有更高的需求，對環(huán)境將產(chǎn)生更大的壓力。為此，從20世紀80年代初，中國已將現(xiàn)代生物技術納入其科技發(fā)展計劃，過去20多年的研究已經(jīng)結(jié)出了豐碩的果實。目前，抗蟲棉等五項轉(zhuǎn)基因作物早已被批準進行商品化生產(chǎn)，轉(zhuǎn)Bt殺蟲蛋白基因的抗蟲棉1998年的種植面積為1.2萬公頃。資料顯示，到2000年上半年為止，我國進入中間試驗和環(huán)境釋放試驗的轉(zhuǎn)基因作物分別為48項和49項。近年來，我國現(xiàn)代生物技術的研究開發(fā)已經(jīng)取得了很多成果。我國的轉(zhuǎn)基因食品技術僅次于美國與加拿大。歐洲國家的轉(zhuǎn)基因食品技術并不是非常的發(fā)達，這是因為他們明白轉(zhuǎn)基因食品危害十分大，并通過立法來達到防止轉(zhuǎn)基因食品的過分播種，甚至有些國家完全禁止轉(zhuǎn)基因食品的播種與生產(chǎn)，歐洲各國民眾也紛紛抵制，發(fā)生過很多起民眾破壞轉(zhuǎn)基因?qū)嶒炋锏氖录晕覀円惨J識到轉(zhuǎn)基因食品所存在的潛在危害，而不能把利益放在民眾健康的前面。

五.國外轉(zhuǎn)基因食品現(xiàn)狀

（1）美國：小麥主糧的商業(yè)化尚未推開

美國是轉(zhuǎn)基因作物種植比較多的國家。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù)，美國2009年轉(zhuǎn)基因玉米種植面積為85%，轉(zhuǎn)基因大豆種植面積為91%，轉(zhuǎn)基因棉花為88%?？墒牵诿绹?，至今還沒有對主糧小麥進行轉(zhuǎn)基因的商業(yè)化種植。美國政府早在2001年就給美國的轉(zhuǎn)基因主糧小麥(硬質(zhì)紅色春小麥)頒發(fā)了安全證書。在2004年美國政府準備批準轉(zhuǎn)基因主糧小麥的商業(yè)化種植，但是，由于歐洲、日本和其他亞洲國家一直強烈反對轉(zhuǎn)基因小麥，如果美國商業(yè)種植轉(zhuǎn)基因小麥，那么這些國家的買家可能會從其他地區(qū)尋購小麥。迫于壓力，孟山都公司2004年主動撤銷了轉(zhuǎn)基因小麥商業(yè)化種植的申請。

在加州，2009年有3個縣對轉(zhuǎn)基因作物進行了全民公決，決定禁止在自己的縣里種植轉(zhuǎn)基因作物。有一家美國企業(yè)在加州做藥用轉(zhuǎn)基因水稻的田間試驗，因為當?shù)剞r(nóng)民反對，被迫轉(zhuǎn)移到密蘇里州。（2）俄羅斯：反基因?qū)＜耶敼?/p>

2006年年末，世界聞名的反食用轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品專家、俄羅斯生物學家伊麗娜?葉爾馬科娃走馬上任，當選為俄羅斯國家基因安全研究會副主席。2005年，伊麗娜?葉爾馬科娃博士著手研究小白鼠在食用轉(zhuǎn)基因食品后的健康狀況，發(fā)現(xiàn)基因食品影響了小白鼠以及它們后代的健康。這一研究結(jié)果為轉(zhuǎn)基因食品可能會對活體動物產(chǎn)生一定負面影響提供了有力的證據(jù)。每年，俄國家基因安全研究會都會發(fā)布很多關于轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品潛在危險的報告和論文，但一些西方的跨國公司卻因目前還沒有確切的研究證據(jù)，而對這些報告和論文表示置疑。（3）日本：禁止進口美國轉(zhuǎn)基因大米

日本對轉(zhuǎn)基因作物實行嚴格管理和慎重對待。根據(jù)“Angus Keid Group”發(fā)布的調(diào)查，82%的日本消費者對轉(zhuǎn)基因作物持否定態(tài)度。2006年8月，日本禁止進口美國轉(zhuǎn)基因大米。消費者對轉(zhuǎn)基因作物的否定態(tài)度已開始影響日本的食品加工業(yè)。例如，幾乎所有的釀酒商已開始停止使用轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品釀造啤酒；相當一部分生產(chǎn)傳統(tǒng)日本食品如豆腐的公司開始使用非轉(zhuǎn)基因原料，并標記上“沒有使用轉(zhuǎn)基因大豆”。

（4）印度：停止轉(zhuǎn)基因茄子商業(yè)化

2010年2月，印度中止了世界第一批轉(zhuǎn)基因茄子的推廣，認為需要進行進一步研究才能在全國種植，以確保消費者的安全。此前，在相關政府委員會于2009年10月份批準轉(zhuǎn)基因抗蟲害茄子的商業(yè)化后，印度主要種植茄子的幾個邦抗議不斷。2010年2月6日，Uttarakhand邦第一個表態(tài)，稱他們將禁止種植轉(zhuǎn)基因作物。不久后，另外兩個城邦Himachal Pradesh和Karnataka也作出相同決定。最后，環(huán)境部長Jairam Ramesh在2月9日表示，禁止商業(yè)種植轉(zhuǎn)基因茄子，要求須先對其進行獨立的安全測試，評估其對人類健康和環(huán)境的長期影響，并獲得公眾和專業(yè)人士的認可。

六．轉(zhuǎn)基因食品的安全性

1.毒性問題.關于轉(zhuǎn)基因食品的毒性問題，目前只有一些相關的實驗報道，尚無人體的研究報告。蘇格蘭Rowlett研究院的Pitsaw博士曾聲稱培育出了帶凝集素(Latin)基因的改良馬鈴薯，但是這種馬鈴薯能夠破壞老鼠的肝臟和免疫系統(tǒng)。

2.過敏反應問題.在自然條件下存在許多過敏源。在基因工程中如果將控制過敏源形成red種子公司把巴西堅果中的2S清蛋白基因轉(zhuǎn)入大豆，以使大豆的含硫氨基酸增加，結(jié)果對巴西果過敏的人就對轉(zhuǎn)基因大豆產(chǎn)生了過敏反應。3.營養(yǎng)問題.一些研究人員認為，外來基因會以一種人們目前尚不甚了解的方式破壞食物中的營養(yǎng)成分，降低食品的營養(yǎng)價值，引起營養(yǎng)失衡。美國倫更毒性中心的實驗報告指出，與一般大豆相比，耐除草劑的轉(zhuǎn)基因大豆中，防癌的成分異黃酮減少了。

4.對抗生素的抵抗作用.抗生素抗性基因是目前轉(zhuǎn)基因植物食品中常用的標記基因,但抗生素標記基因?qū)θ梭w的健康是否會造成不利的影響，例如是否會水平轉(zhuǎn)移到腸道微生物或上皮細胞，從而降低抗生素在臨床治療中的有效性，一直受到人們的關注。

七.結(jié)論

雖然迄今為止我們還沒有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品安全性的問題，但并不表明它就是安全的，也許它的危害需要一定的時間才能反映出來，可能有一個從量變到質(zhì)變的過程。一旦出了問題就很麻煩，因為它的遺傳性可以影響幾代。對于有可能出現(xiàn)的潛在風險，必須引起高度重視。所以轉(zhuǎn)基因食品潛在性的安全問題不容我們忽視，所以我們要做好轉(zhuǎn)基因食品安全性的檢測，讓消費者有知情權、選擇權，確保我們?nèi)松斫】怠?/p>

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第四篇：生物技術論文

生物芯片技術及其在環(huán)境科學方面的應用全是別人的，加點自己的

摘要：生物芯片技術是20世紀以來發(fā)展迅速且引人矚目的一個前沿領域。本文主要介紹了生物芯片技術在環(huán)境化學、環(huán)境微生物檢測以及環(huán)境醫(yī)學領域中的應用。并對生物芯片在環(huán)境領域的應用前景做出了展望。

關鍵詞：生物芯片;環(huán)境科學;

生物芯片（biochip）技術是20世紀90年代初期發(fā)展起來的一個新興的領域，自從1991年Fodor等提出DNA芯片的概念后，近年來以DNA芯片為代表的生物芯片技術得到了迅猛發(fā)展。生物芯片是融微電子學、生物學、物理學、化學、計算機科學為一體的高度交叉的新技術，其概念源于計算機芯片。它主要是指通過微加工和微電子技術在固體基質(zhì)表面構(gòu)建微型生物化學分析系統(tǒng)，以實現(xiàn)對生命機體的組織、細胞、蛋白質(zhì)、核酸、糖類及其它生物組分進行準確、快速、高通量的檢測。生物芯片技術的本質(zhì)特征是利用微電子、微機械、化學、物理及計算機，將生命科學研究中的樣品檢測、分析過程實現(xiàn)連續(xù)化、集成化、微型化。芯片上集成了成千上萬密集排列的分子微陣列或分析元件，能夠在短時間內(nèi)分析大量的生物分子，快速準確的獲取樣品中的生物信息，檢測效率是傳統(tǒng)檢測手段的成百上千倍。該技術被評為1998世界十大科技進展之一。目前，生物芯片已在環(huán)境微生物檢測、環(huán)境化學及環(huán)境醫(yī)學等研究方向重顯現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。

一、生物芯片的分類及其原理 常見的生物芯片主要分為三大類：即基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、芯片實驗室。

1.基因芯片（Gene chip）基因芯片又稱DNA芯片（DNA chip）。）。最初的生物芯片主要用于基因測序、基因表達圖譜的鑒定和基因突變的分析與檢測，而且隨著人類基因組計劃的逐步實施以及分子生物學的迅猛發(fā)展，基因芯片己成為生物芯片中最重要的一類?；蛐酒窃诨蛱结樀幕A上研制出的，所謂基因探針只是一段人工合成的堿基序列，在探針上連接一些可檢測的物質(zhì)，根據(jù)堿基互補的原理，利用基因探針到基因混合物中識別特定基因。它將大量探針分子固定于支持物上，然后與標記的樣品進行雜交，通過檢測雜交信號的強度及分布來進行分析。

2蛋白質(zhì)芯片（Protein Chip）蛋白質(zhì)芯片與基因芯片的基本原理相同，但它利 用的不是堿基配對原理而是抗體與抗原結(jié)合的特異性即免疫反應來檢測。蛋白質(zhì)芯片構(gòu)建的簡化模型為：選擇一種固相載體能夠牢固地結(jié)合蛋白質(zhì)分子（抗原或抗體），這樣形成蛋白質(zhì)的微陣列，即蛋白質(zhì)芯片。蛋白質(zhì)芯片的檢測原理類似于抗原、抗體檢測的 ELIS法，如采用雙抗夾心的形式，通過機械點涂的方法，將多種不同的單克隆抗體點樣固定在固相介質(zhì)表面（一般是膜介質(zhì)）上，制備抗體蛋白芯片，并與多種抗原樣本雜交，使芯片上的抗體捕獲相應的抗原。然后再與標記的多種不同的抗體雜交，由于蛋白抗原上的多價結(jié)合表位可結(jié)合標記抗體，根據(jù)雜交信號的有無、多少便能進行定性、定量的分析。3芯片實驗室（LAB—on—a—chip）芯片實驗室是生物芯片研究領域的一個熱點，它是將傳統(tǒng)的樣品制備、生化反應、數(shù)據(jù)檢測三個步驟集成于一體，縮小構(gòu)成芯片上的實驗室系統(tǒng)，是生物芯片發(fā)展的最高階段。要實現(xiàn)這一目標生物芯片必須以微電流平臺作為支撐，只有把樣品制備、分析和信號獲得連為整體，才能開發(fā)出生物芯片應用的最大潛力。目前，利用芯片縮微實驗室已成功地將樣品分離、DNA提取、PCR反應、DNA雜交檢測這幾個離散步驟在一個或幾個芯片構(gòu)成的密閉系統(tǒng)中完成。由于芯片可以做成十分微小的形狀，所以便于攜帶，檢測分析所需樣品少，節(jié)約了大量試劑和人工。同時芯片可以 進行大規(guī)模生產(chǎn)，成本可以降到很低，用于各種分析 的芯片就可以做成一次性使用，避免了樣品污染和交叉污染。芯片實驗室是未來生物芯片的發(fā)展方向。

二、生物芯片在環(huán)境科學研究中的應用

生物芯片是近幾年發(fā)展起來的一個新興和熱點領域，在國外研究和應用較多，我國在此方面的研究尚處于起步階段，且主要應用于醫(yī)藥領域，在環(huán)境科學領域的應用和研究較少。但其高通量、檢測快的特點，使其在環(huán)境領域有著廣泛的應用前景?，F(xiàn)今，生物芯片已在環(huán)境化學、環(huán)境生物學、環(huán)境毒理學、環(huán)境醫(yī)學及分子生態(tài)學等研究領域中有了應用實例。

1、生物芯片在環(huán)境化學中應用

生物芯片在環(huán)境化學中的一個重要應用領域是分析和監(jiān)測環(huán)境中的污染物。環(huán)境化學污染物主要包括有機化學性污染物和無機污染物。生物芯片設計集成化，從而簡化了分析過程，使檢測速度加快，因此在環(huán)境監(jiān)測中有很好的應用和發(fā)展前景。目前，在環(huán)境化學領域中得到應用的有毛細管電泳芯片、微反應芯片等。Wang等將毛細管電泳芯片與厚膜電流檢測器集成在一起（緩沖液為MES(20mol/L，PH＝5.0），分離管道長度為72mm，分離電壓為2000V）。使用此方法，可在140S內(nèi)從摻入有機磷神經(jīng)毒物的河水中分離檢測出磷、甲基對硫磷、殺螟硫磷和乙基對硫磷。這些結(jié)果顯示毛細管電泳芯片有可用于現(xiàn)場檢測的快速檢 查。Backer等［6JN用基于氧化錫的微反應芯片實現(xiàn)了對空氣中CO、NO和NO2氣體的測量。

2、生物芯片在環(huán)境微生物檢測方面中的應用

微生物廣泛存在于環(huán)境中，其密度及多樣性是反應環(huán)境質(zhì)量的重要指標之一，因此，對環(huán)境微生物進行檢測具有十分重要的意義。隨著分子生物學的不斷發(fā)展，人們可以在分子水平上構(gòu)建細菌的進化樹并以此為依據(jù)對其進行分類。基因組水平的DNA雜交技術成為菌種鑒定的里程碑，利用16SrRNA的高度保守性，人們可以通過6SrRNA的序列分析來對細菌進行分類。通過該方法研究環(huán)境中微生物的組成、數(shù)量及其變化，可以了解生物群落的結(jié)構(gòu)與其功能及生物地球化學活動的關系。Guschin等利用寡核苷酸微陣列芯片對硝化細菌進行了分類，芯片上固化的寡核苷酸與16SrRNA序列完全互補，并通過改變探針的微陣濃度和多顏色檢測來進行定量分析。2008年，Victor Parror等利用包含200個抗體的微陣列生物芯片，并結(jié)合免疫解析的方法尋找通用微生物標記物以進行環(huán)境檢測，其檢測限為:0.2ng/ml蛋白質(zhì)和10·4—10·5個細胞/ml，并成功地在全球范圍內(nèi)極端環(huán)境樣品中檢測到了生物大分子物質(zhì)。

3、生物芯片在環(huán)境醫(yī)學中的應用

環(huán)境醫(yī)學是研究環(huán)境與人群健康的關系，特別是研究環(huán)境污染對人群健康的有害影響及其預防的一門科學。如今，生物芯片技術已在環(huán)境流行病學、職業(yè)病研究和環(huán)境醫(yī)學監(jiān)測等領域得到了應用。①應用于環(huán)境流行病學： 周琦等以SARS冠狀病毒TOR2株序列為設計標準，研制出用于檢測SARS病毒的全基因芯片，芯片探針長度為70nt，相鄰探針序列重復25nt，共660條病毒探針，覆蓋了SARS冠狀病毒的全部序列，應用該基因芯片對病人、出人境食品、動植物及其產(chǎn)品進行檢測，結(jié)果表明基因芯片技術檢測SARS冠狀病毒靈敏度 高、特異性強，而且準確、快速。吳海等以HBV、HVC高度保守的片段為探針成功制作了乙、丙型肝炎病毒雙檢基因芯片，可望應用于臨床。趙偉等PCR產(chǎn)物用點樣儀點于玻片介質(zhì)上，制成芯片，檢測４０例乙肝患者血清的乙肝病毒，準確率達８０％

②用于對公害病和職業(yè)病的研究:NIEHs已經(jīng)開始環(huán)境基因組目標的研究以確定包括在環(huán)境疾病中的200個基因共同的序列多態(tài)性。NIEHs對暴露到PAHs和其他污染物環(huán)境中的波蘭煤炭爐工人的血液、淋巴系統(tǒng)基因表達進行了研究。這種研究一個重要的考慮是基因表達可以被其他因素影響，如食物、健康狀況、個人習慣等，減少這些因素的影響必須完成大量處理樣品與對照樣品的比較。一個新的領域基因毒理學正在發(fā)展起來，研究基因差異與毒物易感性的關系，在人類對疾病易感性個體變化的認識上基因毒理學將產(chǎn)生巨大推動作用 ③應用于環(huán)境醫(yī)學監(jiān)測: 孟紫強等探討了SO的分子毒作用機制，通過采用Affmetrix公司的大鼠基因表達譜芯片（RAE230A）研究了短期動態(tài)吸人SO的大鼠肺組織基因表達譜的變化，并揭示了高濃度SO短期暴露對基因表達的影響。楊磊等用基因芯片分析急慢性砷染毒時人正常肝細胞（Ｌ--02細胞）基因表達譜的變化，得出了長期染砷后與腫瘤發(fā)生及氧化還原有關的基因表達量升高的結(jié)。

三、環(huán)境芯片的在環(huán)境科學領域應用前景展望

生物芯片技術是21世紀的朝陽產(chǎn)業(yè)，有很好的發(fā)展前景。它克服了傳統(tǒng)生物學技術操作繁雜、自動化程度低，檢測效率低等不足，充分利用了生物科學、信息學等當今前沿領域的研究成果，現(xiàn)在已越來越廣泛的被應用到多個領域中。環(huán)境科學研究的主要是環(huán)境中的物質(zhì)，尤其是人類活動產(chǎn)生的污染物，及其在環(huán)境中的產(chǎn)生、遷移轉(zhuǎn)變、歸宿等過程和運動規(guī)律，因此，將生物芯片技術引入環(huán)境科學研究中有重大意義。生物芯片高信息量、快速、微型化、自動化、成本低、污染少、用途廣等優(yōu)點，很適應環(huán)境學研究中的技術需求，使其在環(huán)境科學領域有很好的應用前景。雖然生物芯片技術在環(huán)境領域的應用實例還較少，且其自身還有許多問題亟待解決（如提高芯片的特異性、簡化樣品制備和標記操作程序、增加信號檢測的靈敏度等等），但隨著技術的發(fā)展與完善，生物芯片技術必將會越來越廣泛的應用到環(huán)境科學研究的各個領域，給２１世紀人類對環(huán)境的保護和治理帶來一場“革命”。

［參考文獻］

［1］ 陳忠斌．（生物芯片技術）．北京：化學工業(yè)出版社，2005 ［2］ 李瑤．（基因芯片技術——解碼生命），化學工業(yè)出版社，2004 ［3］ 曲媛媛/魏利.(微生物非培養(yǎng)技術原理與應用)，科學出版社，2009

第五篇：走近生物技術論文

姓名：陳偉璇學號：0803509157專業(yè)：制藥工程班級：制藥工程08（1）

淺談生物制藥工藝學及其與制藥工程的聯(lián)系

摘要：生物制藥工藝學是制藥工程專業(yè)的重要專業(yè)課之一，我們結(jié)合生物制藥工藝學這門課程的教學特點、教學任務、教學方法來淺談生物制藥工藝學，通過生物制藥凈化車間設計談談生物制藥工藝學與制藥工程之間的聯(lián)系。

關鍵詞：生物制藥工藝學、制藥工程

Abstract: biological pharmaceutical technology is an important course of pharmaceutical engineering specialty, our biology pharmacy technology, this course features, task and method to discuss biopharmaceutical technology, through biological pharmacy purification workshop design about biological pharmacy technology and the contact between the pharmaceutical engineering.Keywords:biological pharmaceutical technology, pharmaceutical engineering

一、課程特點

生物制藥工藝學是制藥工程專業(yè)必修的一門主要的專業(yè)理論課，一門涉及生物學、醫(yī)學、藥學、生物技術、化學和工程學等學科基本原理的綜合性應用技術科學。該課程重點討論各類生物藥物的來源、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、用途、制造原理、工藝過程與生產(chǎn)方法等，旨在著重培養(yǎng)學生具備從事生物藥物研究、生產(chǎn)與開發(fā)的基本知識、基本理論和基本技能，時也為應用現(xiàn)代生物技術研究、開發(fā)生物藥物奠定必備基礎[1]。近年來，隨著生物技術的飛躍發(fā)展，課程內(nèi)容進一步拓寬、充實。對該課程進行重點建設，合當前生物制藥學科發(fā)展的需要，對全面提高制藥工程系列課程教學質(zhì)量有著重要意義[2]。以生物制藥工藝過程為教學內(nèi)容的重點、注重與生物領域各學科的緊密結(jié)合、同時將理論上升為工廠的生產(chǎn)實踐是其主要特點。

二、課程任務

其任務是使學生了解生物藥物的來源及其原料藥物生產(chǎn)的重要途徑和工藝過程，握生物藥物的一般提取、分離純化原理與方法，解各類生物藥物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途和生產(chǎn)方法、生產(chǎn)工藝原理與過程。通過本課程的各個教學環(huán)節(jié)的學習，生應具備生物藥物研究、生產(chǎn)、開發(fā)的基本知識、基本理論與基本技能，且具有應用現(xiàn)代生物技術研究、發(fā)生物藥物的初步能力[3]。其中生物藥物的提取、分離純化有固相分離法、吸附法、離子交換法凝膠層析法、親和層析法、高效液相色譜法等經(jīng)典工藝，特別是針對大分子生物活性物質(zhì)的分離純化來解析工藝過程，生物學科的聯(lián)系較緊密。因此，在教學過程中，注重將生物學科領域的知識結(jié)合到課程教學中，以便學生能夠更好地理解抽象的工藝過程。同時，緊緊圍繞著培養(yǎng)工科學生的目標，注重將理論知識與工廠實踐的結(jié)合。有些高校還通過與企業(yè)合作，建立起實習基地，通過參觀、實地考察等形式，使得學生有機會接觸生產(chǎn)流程，并通過工廠實習和生產(chǎn)實踐加深和鞏固了理論知識。

三、課程教學方法

本課程的特點是知識點比較多，如何在有限的學時內(nèi)將抽象的理論講通講透并付諸實踐是一個難題。特別是在教學學時不斷受到壓縮的情況下，教學任務和學時數(shù)之間的矛盾就更加突出。

1、在實踐中，采用多媒體教學與傳統(tǒng)教學結(jié)合、理論教學與實驗教學結(jié)合、自主學習與協(xié)作學習結(jié)合，案例教學、基于問題學習、基于資源利用的學習、合作式學習等多種形式的教學策略，加強了學生對基礎理論知識、基本技術的掌握，提高了學生對知識的綜合運用能力。特別是在課件的制作中，將藥物的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝和作用機制等將盡可能插入圖片展示，并配以相關文字，利用PowerPoint、Flash、Auto hardware 等系統(tǒng)制作集圖、文、像于一體的、包括隨堂教案、重點歸納、難點釋疑、習題、參考文獻目錄、制藥工藝實例和實驗的現(xiàn)場圖片多媒體教學課件，產(chǎn)生生動、直觀的教學效果，以便調(diào)動學生的學習積極性、教學質(zhì)量[4]。

2、作為一門注重實踐的課程，重視實驗課的建設及實驗內(nèi)容與理論教材的 結(jié)合，注重學生獨立思考及動手能力的培養(yǎng)是必不可少的。在生物藥物的工藝研究過程中，論與實驗技術的結(jié)合是十分重要的，生物制藥工藝學實驗就是將生物制藥的理論和技術融為一體并付諸實踐的課程[5]。實驗課內(nèi)容緊扣《生物制藥工藝學》 教材，綜合性強，將經(jīng)典的工藝方法融合在各實驗當中，實驗課時與理論課同步,并被作為一門獨立的課程對學生進行實驗技能培養(yǎng)和考核。要內(nèi)容包括抗生素的制備(四環(huán)素、青霉素、鏈霉素等)，多糖的制備、酶的制備及檢測

技術(PAGE)、DNA的抽提及檢測(瓊脂糖凝膠電泳)等,綜合運用了微生物發(fā)酵法、沉淀法、萃取法、離子交換法、高效液相色譜(HPLC)等生物制藥工藝技術，以上均與理論課的相關內(nèi)容緊密相關。

3、但是目前，大多數(shù)實驗教學是在實驗教材中列出實驗步驟,學生實驗時只需 “照方抓藥”，學生的主體作用和積極性得不到充分發(fā)揮[6]。因此，我們必須拋棄給學生提供固定實驗方案的老模式，鼓勵學生從已有的實驗方法中找出不足并提交小組討論方案，指導老師修改后可進行實驗驗證。實驗過程中，我們要求每位學生都要動手操作,指導老師指導學生正確操作實驗儀器并對其進行考核

[7]。

四、課程與制藥工程專業(yè)知識的聯(lián)系

生物制藥工藝學作為制藥工程專業(yè)重要的專業(yè)理論課，制藥工程專業(yè)涵蓋化學制藥、生物制藥和中藥制藥三大領域內(nèi)容，其中與生物制藥工藝有著重大的聯(lián)系，下面就拿制藥工程教學在生物凈化車間設計方案的應用來舉例。

1、所謂凈化就是指為了達到必要的空氣潔凈度，而去除污染物質(zhì)的過程。潔凈室是根據(jù)需要對空氣中塵粒、微生物、溫度、濕度、壓力和噪聲進行控制的密閉空間，并以其空氣潔凈度級別符合有關規(guī)定為主要特征。

2、制藥工程教學用生物凈化間設計凈化用房空氣潔凈度為10000 級下的局部100 級 ,而局部100級由超凈工作臺來完成 ,設計過程中主要是保證凈化用房的 10000 級潔凈度。由于空氣凈化技術是一項涉及各專業(yè)的綜合性技術，因此我們在設計、建設生物凈化間時要堅持三個原則：(1)阻止塵粒和細菌進入；

(2)控制屏蔽塵粒和細菌產(chǎn)生；(3)迅速排除或消除塵粒和細菌[8]。

3、根據(jù)以上凈化原則和制藥工程車間設計，得到生物凈化室平面布置圖

4、由此可以看出，生物制藥無論是在車間設計方面還是其它，與制藥工程都有著必然的聯(lián)系：生物制藥工藝學是制藥工程必修的一門主要專業(yè)理論課，而制藥工程專業(yè)知識又應用于生物制藥工藝中。

參考文獻

[1] 吳梧桐主編。制藥工藝學(第二版)[M].北京：醫(yī)藥科技出版社，2006。

[2] 吳曉英，韓雙艷,范一文，楊汝德。生物制藥工藝學課程建設的研究與實踐

[J].化工高等教育，2009年第2期.[3 ]吳梧桐主編.生物制藥工藝學[M]。北京：醫(yī)藥科技出版社，2005。

[4]吳曉英，劉劍鋒，韓雙艷，范一文。生物制藥工藝學課程多媒體課件的制作研究[J].京大學學報(哲學社會科學版)，007，(?？?：02142。

[5]高向東,劉煜,孫士霖等.生物制藥工藝學實驗課教學改革[J].藥學教育,2000,16(2):33-35.[6]張茵.生物制藥工藝學實驗教學改革的初步探討[J].藥學教育,2007,23(6):42-44.[7] 葉云，鐘英英，容元平，張振謙。生物制藥工藝學課程教學改革初探[J].科技創(chuàng)新導報，2009，NO.24

[8]張洪斌、姚日生、朱慧霞、鄧勝松。制藥工程教學用生物凈化間的設計[J].醫(yī)藥工程設計雜志，2003 ,24(1)。