【正文】 形成不同粘度和不同風味等發(fā)酵劑； 3.便于家庭自制酸乳。 ?降低血中的膽固醇（通過削弱生物體膽固醇的合成能力） ?抗腫瘤作用（調(diào)整腸內(nèi)菌群降低有害物特別致癌誘變劑的濃度；具有抗誘變的能力；抑制腸道內(nèi)與致癌物形成直接有關三種酶的活性；抑制癌細胞增殖） ?預防衰老延長壽命（衰老自由基學說；發(fā)酵乳中的 SOD、谷胱甘肽合成活性、維生素 B、維生素 C協(xié)調(diào)抗氧化作用） 食 品 生 物 技 術 第六章 生物技術在飲料工業(yè)中應用 發(fā)酵劑的種類： P225~227,發(fā)酵劑的發(fā)展趨勢為濃縮發(fā)酵劑或干劑。 ?改善腸道內(nèi)的微環(huán)境，增加了腸道內(nèi)的有益菌的數(shù)量和種類，抑制有害菌類增加，防止出現(xiàn)腸道菌群失調(diào)。 食 品 生 物 技 術 第六章 生物技術在飲料工業(yè)中應用 第一節(jié) 生物技術在發(fā)酵乳飲料中的應用 兩大類發(fā)酵乳：酒精發(fā)酵乳和乳酸發(fā)酵乳，前者為酵母和乳酸菌混合發(fā)酵制成的發(fā)酵乳，成品中既含有乳酸和其他有機酸，也含有酒精和CO2；后者為主要使用乳酸菌，不使用酵母而生產(chǎn)的發(fā)酵乳。 食 品 生 物 技 術 第五章 細胞工程及其在食品工業(yè)中應用 植物細胞培養(yǎng)生物反應器的類型及其放大 機械攪拌罐 非機械攪拌罐 反應器類型 懸浮培養(yǎng)生物反應器 固定化細胞生物反應器 填充床反應器 流化床反應器 膜反應器 食 品 生 物 技 術 第五章 細胞工程及其在食品工業(yè)中應用 植物細胞培養(yǎng)的應用 一、植物細胞的生產(chǎn)（西洋參為例） 二、初級和次級代謝物的生產(chǎn)（食用色素為例） 三、生物轉化 影響次生代謝物產(chǎn)生的因素 組織來源 培養(yǎng)條件 化學條件：碳水化合物、氮供應、生長調(diào)節(jié)物質 物理條件：光、溫度、通氣、 pH 影響因素 食 品 生 物 技 術 第六章 生物技術在飲料工業(yè)中應用 飲料是食品工業(yè)的一個支柱產(chǎn)業(yè)，把生物技術應用于飲料生產(chǎn)，可以提高資源利用率，促進開發(fā)新產(chǎn)品，改進生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)品質量。 食 品 生 物 技 術 第五章 細胞工程及其在食品工業(yè)中應用 單細胞培養(yǎng)技術 單細胞培養(yǎng)方法 P198～ 201 影響細胞生長的因素 看護培養(yǎng)法 微室培養(yǎng)法 平板培養(yǎng)法 條件培養(yǎng)基（生長懸浮細胞的液體培養(yǎng)基）的作用 細胞密度（要高于臨界濃度，因為植物細胞培養(yǎng)具有群體效應） 生長激素 pH CO2濃度（大氣 CO2濃度為 %,提高到濃度 1％促進分裂， 2％則抑制分裂） 食 品 生 物 技 術 第五章 細胞工程及其在食品工業(yè)中應用 植物細胞固定化培養(yǎng)技術（自學） 固定化細胞的優(yōu)點： 1. 高度保持反應槽內(nèi)細胞的量（即生物體催化劑的量），提高反應效率； 2. 反應活性穩(wěn)定，可長期連續(xù)運行； 3. 易與產(chǎn)物分離； 4. 最適宜的環(huán)境條件和基質濃度等易于控制； 5. 大多數(shù)次生代謝物主要由處于穩(wěn)定增殖期的細胞生產(chǎn)，所以應固定穩(wěn)定期的細胞，以避免固定化對細胞生長發(fā)育的抑制。從選材（選易分散）、提高生長素濃度和加入試劑（ EDTA－ Na 螯合劑和果膠酶）幾個途徑解決。 2. 提高培養(yǎng)細胞中有效成分的含量：培養(yǎng)細胞中的有效成分往往比原來細胞中的含量低，要選出有效成分高的細胞株進行培養(yǎng)。 食 品 生 物 技 術 第五章 細胞工程及其在食品工業(yè)中應用 植物細胞培養(yǎng)要解決的技術難點 P197～ 198 1. 縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本：與微生物細胞相比，植物細胞生長緩慢生產(chǎn)周期一般 25～ 35天（微生物一般只有 3天左右）。這是該法的特征和缺陷。 P187～191 培養(yǎng)基的配制 P191～ 192 ： ① 大量元素混合母液（ 10X） ② 微量元素混合母液（ 100～ 1000x） ③ 鐵鹽母液（ FeSO4與 Na2EDTA） (200x) ④ 有機化合物母液（ ~10mg/ml） ⑤ 植物激素（ ~10mg/ml） 2. 培養(yǎng)基的配制： ① 混合培養(yǎng)基的各成分 ② 溶化瓊脂 ③ 混合 ④ 調(diào) pH ⑤ 分裝 ⑥ 滅菌 ⑦ 備用 食 品 生 物 技 術 第五章 細胞工程及其在食品工業(yè)中應用 植物細胞培養(yǎng)的類型與技術 植物細胞懸浮培養(yǎng)技術 ：分批培養(yǎng)法、半連續(xù)培養(yǎng)法和連續(xù)培養(yǎng)法 * 懸浮培養(yǎng)技術適于大量快速地增殖細胞，不利于次生物質的積累。 ? 其它對生長有益的未知成分，如植物的天然汁液如椰乳、酵母提取物、蘋果汁等，作用是提供必要的微量元素和生理活性物質和生長激素類物質。 ? 植物生長刺激物，主要為天然植物激素和人工合成的類似生長激素的物質如生長素（吲哚乙酸、萘乙酸等）、細胞分裂素（激動素、玉米素）、赤霉素、脫落酸和乙烯類激素。 培養(yǎng)的類型 愈傷組織培養(yǎng)、懸浮細胞培養(yǎng)、器官培養(yǎng)、莖尖分生組織培養(yǎng)、原生質體培養(yǎng)和固定化細胞培養(yǎng) 食 品 生 物 技 術 第五章 細胞工程及其在食品工業(yè)中應用 植物細胞的營養(yǎng)成分和培養(yǎng)基 初級代謝產(chǎn)物生產(chǎn)和次級代謝產(chǎn)物生產(chǎn)，因此，適于細胞生長的培養(yǎng)基不一定利于二次代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)。內(nèi)容包括植物細胞及其原生質體的培養(yǎng)、植物原生質體的融合、植物細胞反應器及其反應動力學、細胞大規(guī)模培養(yǎng)及次生代謝物的生產(chǎn)等。 原代細胞一般繁殖 50代即退化死亡。 食 品 生 物 技 術 第五章 細胞工程及其在食品工業(yè)中應用 動物細胞培養(yǎng)的特點： 細胞生長緩慢，易受微生物污染，培養(yǎng)時需用抗生素； 動物細胞大（比微生物細胞大得多），無細胞壁，機械強度低，適應環(huán)境能力差； 培養(yǎng)過程需要氧量少，不耐強力通風和攪拌； 培養(yǎng)中具有群體效應、錨地依賴性（需要附著在固體半固體表面上才能生長）、接觸抑制性及功能全能性。 1958岡田善雄發(fā)現(xiàn)滅活后仙臺病毒可以誘導艾氏腹水瘤細胞融合 1960s，童弟周等進行了魚類和兩棲類中大量的核移植 1975kohler和 milstein巧妙地創(chuàng)立了淋巴細胞雜交瘤技術并得到單克隆抗體。利用生物學及工程學的原理定向改造動物細胞遺傳性，創(chuàng)造新物種，通過工程化為人類提供名貴藥品及服務的技術，謂之動物細胞工程。 *經(jīng)常有很多人混淆了兩個概念。 *培養(yǎng)過程中提供最佳條件：溫度、濕度、光照、氧氣和二氧化碳等。 食 品 生 物 技 術 第五章 細胞工程及其在食品工業(yè)中應用 細胞培養(yǎng)技術 細胞培養(yǎng)指的是動物、植物和微生物細胞在體外無菌條件下的保存和生長。 *選擇的困難在于融合子的不穩(wěn)定性和融合子的復雜性：雜合雙倍體或單倍重組體屬真正的融合，較為穩(wěn)定。 ： 原生質體數(shù)＝ A－ B A—— 未經(jīng)滲透休克處理的即用高滲穩(wěn)定液作稀釋液涂布于再生平板長出的菌落，即原生質與未去壁細胞的總和 B—— 涂布之前用低滲溶液（如水）滲透休克處理使原生質體破裂失活后，再涂布長出的菌落，即為未破壁的菌體細胞數(shù)。 *原生質體的再生（原生質體經(jīng)培養(yǎng)后回復原來細胞形態(tài)的過程）十分重要，再生率一般為3%~10%,最高的達 50～ 80％。 食 品 生 物 技 術 第五章 細胞工程及其在食品工業(yè)中應用 促進細胞融合的方法（ P175） 生物學法（病毒促進細胞融合，仙臺病毒、皰疹病毒、天花病毒等） 化學融合劑（ PEG，二甲基亞碸、甘油磷酸酯等， PEG最為廣泛） 電處理融合法（電激法，高頻電場脈沖） 食 品 生 物 技 術 第五章 細胞工程及其在食品工業(yè)中應用 原生質體融合的步驟 : (營養(yǎng)缺陷型，高滲溶液保存 ) ? 超聲波破碎法 ：很難得到完整的原生質體球 ? 酶法 ：細菌、放線菌（ EDTA＋溶菌酶）； 革蘭氏陽性（溶菌酶）；革蘭氏陰性菌（ EDTA＋溶菌酶）。是細胞工程的重要基礎技術。無菌操作意識和徹底除菌是成功的一個關鍵。 真核細胞 （酵母、動植物細胞），植物細胞有細胞壁（由纖維素組成） 細胞工程的所有實驗都要求在 無菌條件 下進行。 細胞工程應包括動植物細胞的體外培養(yǎng)、細胞融合技術（細胞雜交技術）、核移植技術、細胞代謝物的生產(chǎn)和生物克隆等。 細胞工程是在細胞水平研究開發(fā)、利用各類細胞的工程。目前主要的發(fā)酵生產(chǎn)多為液體發(fā)酵。所需設備簡單，操作容易，可因陋就簡、因地制宜。固體發(fā)酵所用原料一般為經(jīng)濟易得、富含營養(yǎng)的工農(nóng)業(yè)中的副、廢品，如麩皮、薯粉、大豆餅粉、高梁、玉米粉等。我國傳統(tǒng)的釀酒、制醬及天培（大豆發(fā)酵食品）的生產(chǎn)均有一個固體發(fā)酵期。 食 品 生 物 技 術 第四章 發(fā)酵工程及其在食品工業(yè)中應用 固體發(fā)酵 ：是指微生物在無游離水或幾乎沒有游離水的固體物質上生長發(fā)酵的過程。截斷分子量為 10， 000的超濾膜可以除去分子量在1000以內(nèi)的產(chǎn)品中的熱原同時達到了除菌的目的。濃縮可采用升膜或降膜式的薄膜蒸發(fā)，熱敏感性物質，可用離心膜蒸發(fā)。 ? 成品加工： 根據(jù)產(chǎn)品要求，進一步濃縮、無菌過濾、去熱原、干燥、加穩(wěn)定劑等步驟。常用的方法有： 吸附法 離子交換法 沉淀法 萃取法 超濾法等 ? 精制 ：提取中方法也可以用于精制。如目的產(chǎn)物在細胞內(nèi)，還需要破碎細胞。要考慮的指標有產(chǎn)物的產(chǎn)量、過濾速度、氨基氮含量、菌絲形態(tài)、 pH值、發(fā)酵液的外觀和粘度等， 食 品 生 物 技 術 第四章 發(fā)酵工程及其在食品工業(yè)中應用 發(fā)酵設備 好氧發(fā)酵設備 機械攪拌式發(fā)酵灌 通風攪拌式發(fā)酵灌 厭氧發(fā)酵設備 食 品 生 物 技 術 第四章 發(fā)酵工程及其在食品工業(yè)中應用 下游加工過程： ? 發(fā)酵液預處理和固液分離 ：預處理的目的是改善發(fā)酵液的性質，以利于固液分離（常用酸化、加熱、加絮凝劑等方法）。 pH值： pH值的變化取決于菌種、培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件 溶解氧濃度，發(fā)酵液的需氧量受菌體濃度、基質種類和濃度以及培養(yǎng)條件等因素的影響，其中以菌體濃度最為明顯。 食 品 生 物 技 術 第四章 發(fā)酵工程及其在食品工業(yè)中應用 發(fā)酵工藝的控制： 溫度：最適溫度是既適合菌體的生長，又適合代謝合成的溫度。與連續(xù)發(fā)酵相比，它不會產(chǎn)生菌種老化和變異的問題，適用范圍也比連續(xù)發(fā)酵廣。對于好氧發(fā)酵，可以避免分批發(fā)酵中一次性投入糖過多造成細胞大量生長，耗氧過多，導致通風設備不能匹配的狀況。 食 品 生 物 技 術 第四章 發(fā)酵工程及其在食品工業(yè)中應用 補料分批發(fā)酵的優(yōu)點： 補料分批發(fā)酵是分批發(fā)酵向連續(xù)發(fā)酵的過渡，兼有兩者的優(yōu)點，又克服了兩者的缺點。由于受發(fā)酵灌操作容積的限制，發(fā)酵周期只能控制在較短的范圍內(nèi)； ?反復補料分批發(fā)酵，在單一補料分批發(fā)酵 的基礎上，每隔一定時間按一定比例放出一部分發(fā)酵液，使發(fā)酵液的體積始終不超過發(fā)酵灌的最大操作容積，延長發(fā)酵周期，直至發(fā)酵產(chǎn)率明顯下降，才最終將發(fā)酵液全部放出。 ＃連續(xù)發(fā)酵技術目前主要用于理論研究，基本上未進行實際應用。 食 品 生 物 技 術 第四章 發(fā)酵工程及其在食品工業(yè)中應用 連續(xù)發(fā)酵的優(yōu)缺點（與分批發(fā)酵相比）： 優(yōu)點： ?維持穩(wěn)定的操作條件，利于微生物生長代謝，產(chǎn)率和產(chǎn)品質量也保持穩(wěn)定； ?更有效地實現(xiàn)機械化和自動化，降低勞動強度，減少操作人員與病原微生物和毒性物質接觸的機會； ?減少了設備清洗、準備和滅菌等非生產(chǎn)占的時間，提高設備利用率； ?延長了儀器探頭的壽命（由于滅菌次數(shù)的減少）； ?容易對過程進行優(yōu)化，有效提高發(fā)酵產(chǎn)率。指在微生物分批發(fā)酵中，以某種方式向培養(yǎng)系統(tǒng)補加一定的物料的培養(yǎng)技術。甚至可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。穩(wěn)定狀態(tài)可以有效地延長分批培養(yǎng)中的對數(shù)期。（畫圖表示六個時期的生長曲線：延滯期、短暫的加速期、指數(shù)生長期、減速期、穩(wěn)定期和衰亡期），分批發(fā)酵屬于封閉系統(tǒng)。從細胞所處的環(huán)境來看，則變化明顯，發(fā)酵初期營養(yǎng)物過多，可能抑制微生物的生長，而中期又因營養(yǎng)物減少而降低培養(yǎng)效率。傳統(tǒng)的生物產(chǎn)品的發(fā)酵多用此過程。 4. 下游處理 ：指發(fā)酵結束后對發(fā)酵液或生物細胞進行分離和精制，制成符合要求的產(chǎn)品。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。還需要定期對菌株純化和育種。 食 品 生 物 技 術 第四章 發(fā)酵工程及其在食品工業(yè)中應用 發(fā)酵工程的一般過程： 1. 菌株的純化育種 ：菌株來源有三種途徑： a,從自然界分離篩選 。當前體物質的合成是產(chǎn)物合成的限制因素時，加入前體可以增加產(chǎn)物的產(chǎn)量和在某種程度上控制生物合成的方向。 水：深井水、自來水和地表水 產(chǎn)物形成的誘導物、前體和促進劑：許多胞外酶的合成需要適當?shù)恼T導物存在。微量因素一般有 。有些石油產(chǎn)