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第一章 绪论1

第一节 食品生物技术涵义1

一、生物技术1

二、食品生物技术1

第二节 食品生物技术研究内容2

一、食品与基因工程2

二、食品与酶工程2

三、食品与发酵工程3

四、食品与细胞工程3

五、食品与蛋白质工程3

六、食品与后基因组学4

七、食品与食品安全4

第三节 食品生物技术特点4

一、食品生物技术与食品产业化紧密相关4

二、食品生物技术属边缘性交叉学科5

三、食品生物技术具有“六高”基本特征5

四、食品生物技术属高新技术范畴6

五、食品生物技术已成为食品科学发展的重要研究方向6

第四节 食品生物技术发展简史6

一、史前时期6

二、近代时期7

三、现代的发展7

第五节 分子生物学的形成与发展7

一、细胞学说7

二、生物进化论8

三、孟德尔遗传规律8

四、摩尔根基因学说8

五、基因本质的发现8

六、分子生物学的诞生9

参考文献13

第二章 食品与基因工程14

第一节 概述14

一、基因工程的诞生14

二、基因工程涵义、特点及其操作步骤14

三、基因工程的发展15

第二节 工具酶16

一、限制性内切酶16

二、基因工程操作中的其他酶20

第三节 目的基因制备21

一、生物学方法21

二、化学合成法21

三、基因文库法23

四、PCR扩增法25

第四节 基因载体26

一、质粒26

二、λ噬菌体28

三、M13噬菌体29

四、病毒29

第五节 基因重组29

第六节 转化、增殖和表达30

一、转化与增殖30

二、基因表达32

第七节 基因工程在食品工业中的应用32

一、转基因微生物食品33

二、转基因动物食品44

三、转基因植物食品45

四、食品与基因工程产业化51

第八节 后基因组学及其应用研究53

一、后基因组学涵义53

二、后基因组学的应用研究54

参考文献54

第三章 食品与蛋白质工程56

第一节 概述56

一、蛋白质工程的涵义56

二、理性分子设计和非理性分子设计57

三、蛋白质工程在食品工业中的应用57

第二节 理性分子设计和定位突变技术58

一、蛋白质理性分子设计的基本步骤58

二、定位突变60

三、定位突变技术在酶结构改造中的应用63

第三节 体外定向进化64

一、蛋白质的体外定向进化64

二、DNA改组65

三、容错PCR66

四、定向进化技术在酶制剂改造中的应用66

第四节 融合蛋白技术67

一、融合蛋白概念和用途67

二、融合蛋白技术的方法68

三、融合蛋白技术的应用69

第五节 食物蛋白质改性技术70

一、蛋白质的功能特性70

二、食物蛋白的改性71

参考文献74

第四章 食品与酶工程75

第一节 酶工程发展概况75

第二节 酶的制备与发酵生产76

一、动植物细胞培养产酶76

二、微生物发酵产酶79

第三节 酶的分子修饰85

一、酶的化学修饰86

二、酶的物理修饰88

第四节 酶的非水相催化88

一、非水相介质中酶催化反应特性88

二、有机介质中酶催化反应条件及其控制89

第五节 酶的固定化91

一、固定化酶的制备方法91

二、固定化酶的性质与特点93

第六节 酶工程在食品工业中的应用95

一、淀粉水解酶类的特性及其应用95

二、酶法生产淀粉糖的产业化99

三、酶法生产功能低聚糖的产业化104

四、酶法降解纤维素及其应用108

五、酶法降解甲壳素及其利用111

六、酶法应用于果汁、果酒的生产114

七、酶法应用于啤酒的生产115

八、酶法应用于肉类加工116

九、酶法应用于海洋资源的开发、利用116

十、酶法应用于食品保鲜117

十一、酶法应用于食品添加剂的生产118

参考文献123

第五章 食品与发酵工程125

第一节 概述125

一、发酵工程的涵义125

二、发酵工程的发展历程125

第二节 固体发酵及其特点127

一、固态发酵涵义127

二、固态发酵特点127

第三节 液体深层发酵及其发酵动力学128

一、间歇式发酵及其发酵动力学128

二、连续式发酵及其发酵动力学133

第四节 发酵工程的工艺与技术135

一、发酵工程的工艺过程135

二、常用发酵设备140

三、发酵过程的控制与优化145

第五节 发酵工程在食品工业中的应用155

一、酒类发酵155

二、氨基酸发酵160

三、有机酸发酵163

四、单细胞蛋白的发酵生产166

五、食用菌的发酵生产167

六、食品添加剂的发酵生产170

七、生物活性物质的发酵生产173

八、其他物质的发酵生产174

参考文献175

第六章 食品与细胞工程177

第一节 概述177

第二节 细胞培养技术177

一、植物细胞培养技术177

二、动物细胞培养技术184

第三节 细胞融合技术及其应用187

一、细胞融合的方法188

二、植物细胞融合190

第四节 细胞拆合技术及其应用192

一、细胞拆合与重组的涵义192

二、细胞拆合的方法193

三、各种重组细胞的制备194

第五节 动植物细胞大量培养及应用197

一、植物细胞大规模培养及在食品工业中的应用197

二、动物细胞大规模培养方法202

参考文献208

第七章 食品生物技术中的下游过程209

第一节 概述209

一、下游过程步骤和特点209

二、下游过程生物分离方法209

三、下游过程的评价及其发展趋向210

第二节 细胞破碎211

第三节 固-液分离212

一、过滤212

二、离心分离213

三、凝聚和絮凝213

第四节 膜浓缩与分离213

一、膜分离涵义213

二、膜分离基本原理及分类213

三、膜的种类及其制备216

四、超滤和反渗透过程中的传递及数学表达式219

五、膜组件221

六、膜分离工艺流程223

七、超滤和反渗透在食品工业中的应用226

八、食品工业中的酶膜反应器228

第五节 双水相萃取与反向微胶团萃取230

一、双水相萃取技术230

二、反向微胶团萃取技术231

第六节 超临界萃取技术233

一、超临界萃取及超临界流体的概念233

二、超临界流体萃取的基本原理234

三、超临界流体的性质235

四、超临界流体萃取过程的特点235

五、超临界流体的选择236

六、超临界流体萃取的基本工艺流程237

七、超临界流体萃取技术在食品工业中的应用237

第七节 分子蒸馏238

一、分子蒸馏的基本概念238

二、分子蒸馏的设备和流程239

三、分子蒸馏在食品分离中的应用241

第八节 色谱分离技术241

一、色谱分离技术涵义及分类241

二、离子交换色谱分离技术245

三、亲和色谱分离技术247

四、凝胶色谱分离技术250

第九节 冷冻升华干燥251

参考文献252

第八章 食品生物技术与食品安全检测253

第一节 概述253

第二节 食源性微生物的毒害与检测254

一、肠出血性大肠埃希菌254

二、金黄色葡萄球菌及其肠毒素255

三、肉毒梭菌和肉毒毒素255

四、幽门螺杆菌256

五、食源性微生物的检测方法256

第三节 食品中的农药残留及其检测257

一、食品中农药残留状况257

二、食品中农药残留检测方法258

第四节 转基因食品安全评价方法264

一、转基因食品的安全性问题264

二、转基因食品的安全性评价265

第五节 转基因食品的检测方法269

一、除草剂活性的生物分析法269

二、免疫学分析技术269

三、DNA检测法270

四、基因芯片274

五、其他技术274

第六节 转基因食品安全管理及相关法规274

一、国外对转基因食品安全的管理现状274

二、我国对转基因食品的管理及相关法规277

三、转基因食品安全管理的对策278

四、结束语280

参考文献280

第九章 生物技术与食品工业“三废”治理283

第一节 概述283

一、环境生物技术涵义283

二、环境生物技术基本特征283

三、环境生物技术的研究进展284

四、环境生物技术与食品工业“三废”治理285

第二节 食品工业废水生物处理技术285

一、食品工业废水的来源和基本特征285

二、废水好氧生物处理技术287

三、废水厌氧生物处理技术291

四、食品工业废水的生物治理299

第三节 食品工业废渣生物治理技术305

一、食品工业废渣的来源和基本特征305

二、废渣生物治理技术及综合利用306

三、食品工业废渣生物治理中的应用实例309

第四节 食品工业废气生物处理技术313

一、废气生物处理技术的基本原理313

二、生物洗涤法314

三、生物过滤法316

第五节 现代生物技术与食品工业“三废”的资／能源化320

一、膜生物反应器技术与食品工业废水的资源化320

二、发酵制氢技术与食品工业废水的能源化322

三、微生物燃料电池技术与食品工业废水的能源化324

四、厌氧-发酵偶合技术与食品工业废渣的资源化327

参考文献329

附录 中英文名词索引331