基因工程技术及其在食品工业中的应用-1.ppt

* 2. 1. 2 转基因动物源食品 转基因动物尚未达到高等转基因植物的发展水平但人们仍设法用它来表达高价值蛋白转基因技术在家畜及鱼类育种上初见成效。中科院水生生物研究所, 成功地将人生长激素基因和鱼生长的激素基因导入鲤鱼, 育成当代转基因鱼, 其生长速度比对照快并从子代测得生长激素基因的表达。中国农业大学生物学院瘦肉型猪基因工程育种取得初步成果, 获得第二、三、四代转基因猪215头。 * 2. 2. 1 蛋白质的改良 2. 2 改良食品营养品 食品中动植物蛋白由于其含量不高或比例不恰当, 可能导致蛋白营养不良。采用转基因的方法, 生产具有合理营养价值的食品, 让人们只需吃较少的食品,就可以满足营养需求。例如, 豆类植物中蛋氨酸的含量很低, 但赖氨酸的含量很高; 而谷类作物中的对应氨基酸含量正好相反, 通过基因工程技术, 可将谷类植物基因导入豆类植物, 开发蛋氨酸量高的转基因大豆。我国学者把玉米种子中克隆得到的富含必需氨基酸的玉米醇溶蛋白基因导入马铃薯中, 使转基因马铃薯块茎中的必需氨基酸提高了10%以上,硫氨基酸尤为显著。 * 2. 2. 2 油脂的改良 对油脂品质的改善主要集中在两个方面: 控制脂肪酸的链长和饱和度。油脂的酸败是导致油脂品质下降的主要原因。目前已知豆类中的脂氧合酶在酸败过程中扮演重要角色。美国DuPont公司通过反义抑制或/和共同抑制油酸酯脱氢酶, 开发成功高油酸含量的大豆油。这种新型油含有良好的氧化稳定性, 很适合用作煎炸油和烹调油。导入硬脂酸-ACP脱氢酶的反义基因,油菜种子中硬脂酸的含量从2%增加到40%; 硬脂酸-COA可使转基因作物中的饱和脂肪酸(软脂酸、硬脂酸)的含量下降, 不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸)的含量增加,其中油酸的含量可增加7倍。 * 2. 2. 3 碳水化合物的改良 对碳水化合物的改进, 只有通过对其酶的改变来调节其含量。高等植物体中涉及淀粉合成的酶类主要有: ADPP葡萄糖焦磷酸酶( ADP-GPP)、淀粉合成酶( SS)和分枝酶( BE)。通过反义基因抑制淀粉分枝酶可获得完全只含直链淀粉的转基因马铃Monsanto公司开发了淀粉含量平均提高了20%-30%的转基因马铃薯。油炸后的产更具马铃薯风味、更好构质较低的吸油量和较少的。 * 2. 3 改良微生物菌种的性能 发酵工业关键是优良菌株的获取, 除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还与基因工程结合,大力改造菌种, 给发酵工业带来生机。 2. 3. 1 改良面包酵母菌的性能 面包酵母是最早采用基因工程改造食品微生物。国外专家将优良酶基因转入面包酵母菌中后, 其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母高, 面包加工中产生二氧化碳气体量提高, 最终可生产出膨发性良好和松软可口的面包。 2. 3. 2 改良啤酒酵母菌的性能 国外专家采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后, 即可直接利用淀粉发酵, 使生产流程缩短, 工序简化, 啤酒生产方式革新。根据同源重组的原理, 通过自克隆技术改造啤酒酵母工业菌株G03, 工程菌的谷胱甘肽含量比受体菌株提高166%, 啤酒的抗老化能力得到了显著提高,而常规指标没有发生显著变化。 * 2. 3. 3 改良酿酒酵母菌的性能 应用基因克隆技术将黑曲霉产糖化酶基因cDNA转入经优化的受体菌(酿酒酵母京龙JL108 号), 再经反复筛分、驯化获得 JL1(Yip128D17N),经包埋制得具有糖化酒化双功的固定化酵母, 载体产酶能力在10u/gh以上, 酒精发酵醪液中酶活达20u/mL以上。 * 2. 4 开发保健食品和食品疫苗 食品疫苗就是将致病微生物的有关蛋白(抗原)基因, 通过转基因技术导入植物受体中进行表达, 得到具有抵抗相关疾病的疫苗。已获成功的有狂犬病病毒、乙肝表面抗原、链球菌突变株表面蛋白等10多种转基因马铃薯、香蕉番茄的食品疫苗。英国科学家宣布, 未来几年内, 他们将培养一种新型生物鸡,这种鸡所产的鸡蛋里具有抗肿瘤因子, 癌症患者食用鸡蛋后体内癌细胞的扩散就会受到抑制。 * 2. 5 改善食品风味 利用基因工程技术还可以生产独特的食品香味剂和风味剂, 如香草可可香素、菠萝风味剂,以及高级的天然色素, 如类胡萝卜素、花色苷素、咖喱黄、紫色素、辣椒素和靛蓝等, 并且通过杂种选育的色素含量高、色调和稳定性好。例如转基因的Ecoli的玉米黄素最高产量达289g/g。通过把风味前体转变为风味物质的酶基因的克隆或通过发酵产生风味物质都可使食品芳香风味得以增强。另外VB2和VC也都有已经商品化的基因工程产品。 * 随着生物化学和分子生物学的进一步发展, 基因工程技术在食品工业中的应用日益广泛,这极大促进食品工业的发展, 也为人类