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第1章 绪论1

1.1 生物技术的定义、发展历程及主要内容1

1.1.1 生物技术的定义1

1.1.2 生物技术的发展历程2

1.1.3 现代生物技术涉及的基础及分支学科4

1.1.4 现代生物技术的主要内容4

1.1.5 生物技术的相互关系6

1.1.6 生物技术与社会可持续发展6

1.2 食品生物技术的定义及研究内容9

1.2.1 食品生物技术的定义9

1.2.2 食品生物技术的研究内容9

1.3 食品生物技术在食品工业发展中的作用9

本章小结12

思考题12

推荐阅读书目13

第2章 基因工程及其在食品工业中的应用14

2.1 基因工程的原理14

2.2 工具酶14

2.2.1 限制性核酸内切酶15

2.2.2 DNA连接酶18

2.2.3 Taq DNA聚合酶19

2.3 基因载体20

2.3.1 质粒载体20

2.3.2 λ噬菌体载体22

2.3.3 黏粒载体23

2.3.4 人工染色体载体23

2.4 基因工程的基本技术25

2.4.1 核酸提取技术25

2.4.2 电泳技术28

2.4.3 基因的分子克隆29

2.4.4 PCR技术33

2.5 基因工程在食品工业中的应用34

2.5.1 基因工程在改良食品加工原料中的应用34

2.5.2 基因工程在改良微生物菌种性能中的应用36

2.5.3 基因工程在酶的生产中的应用38

2.5.4 基因工程在生产保健食品的有效成分中的应用40

本章小结41

思考题41

推荐阅读书目42

第3章 发酵工程及其在食品工业中的应用43

3.1 发酵工程的原理与技术43

3.1.1 发酵的定义43

3.1.2 发酵工程概念及其特点43

3.1.3 发酵方式44

3.1.4 发酵过程控制49

3.2 发酵设备57

3.2.1 发酵罐的类型和特征57

3.2.2 常见的工业发酵罐类型58

3.3 发酵食品生产62

3.3.1 白酒63

3.3.2 酱油63

3.3.3 食醋65

3.4 营养强化剂生产66

3.4.1 氨基酸66

3.4.2 维生素67

3.5 食品添加剂生产70

3.5.1 食品胶类70

3.5.2 呈味剂72

3.6 功能性食品生产73

3.6.1 真菌多糖73

3.6.2 活性肽74

3.6.3 螺旋藻77

3.6.4 活性微量元素79

3.6.5 微生态制剂79

本章小结80

思考题81

推荐阅读书目81

第4章 酶工程及其在食品工业中的应用82

4.1 酶催化作用的特点82

4.1.1 酶催化作用的专一性82

4.1.2 酶催化作用的效率82

4.1.3 酶催化作用的条件83

4.1.4 影响酶催化作用的因素84

4.2 酶的发酵生产85

4.2.1 产酶菌种的要求85

4.2.2 菌种的分离纯化86

4.2.3 酶的发酵技术87

4.2.4 提高酶发酵产量方法89

4.3 酶的提取与分离纯化89

4.3.1 酶溶液的制备89

4.3.2 酶的沉淀分离91

4.3.3 酶的过滤与膜分离91

4.3.4 层析分离93

4.3.5 酶的结晶95

4.3.6 酶的制剂与保存95

4.4 酶的修饰96

4.4.1 肽链有限水解修饰96

4.4.2 氨基酸置换修饰97

4.4.3 金属离子置换修饰97

4.4.4 大分子结合修饰97

4.4.5 基因修饰97

4.4.6 修饰酶的性质98

4.5 酶的固定化99

4.5.1 酶固定化的方法100

4.5.2 固定化酶的性质102

4.6 酶在食品工业中的应用103

4.6.1 酶工程在制糖工业中的应用103

4.6.2 酶工程在焙烤食品及面条生产中的应用104

4.6.3 酶工程在果蔬加工中的应用104

4.6.4 酶工程在畜产品加工中的应用106

4.6.5 酶工程在酒及酒精工业中的应用107

4.6.6 酶工程应用于纤维素的开发利用108

4.6.7 酶工程在其他食品加工中的应用108

4.6.8 酶传感器的制造112

本章小结112

思考题112

推荐阅读书目113

第5章 细胞工程及其在食品工业中的应用114

5.1 细胞工程的原理114

5.2 细胞工程基本技术115

5.2.1 细胞培养技术115

5.2.2 细胞融合技术124

5.2.3 动物细胞的单克隆抗体技术130

5.2.4 动物细胞的细胞核移植技术131

5.2.5 动物胚胎移植技术132

5.2.6 动物干细胞工程132

5.2.7 染色体工程132

5.3 细胞工程的应用133

5.3.1 微生物细胞工程的应用133

5.3.2 植物细胞工程的应用134

5.3.3 动物细胞工程的应用135

本章小结136

思考题137

推荐阅读书目137

第6章 蛋白质工程及其在食品工业中的应用138

6.1 蛋白质工程的概念及发展历史138

6.2 蛋白质的结构与功能140

6.3 蛋白质工程的一般步骤141

6.4 蛋白质工程的改造方法142

6.4.1 蛋白质的初级改造142

6.4.2 蛋白质分子的高级改造148

6.4.3 蛋白质修饰的化学途径151

6.4.4 全新蛋白质的设计与构建153

6.4.5 从基因组学到蛋白质组学155

6.5 蛋白质工程在食品中的应用158

6.5.1 提高酶的抗氧化能力158

6.5.2 引入二硫键，改善蛋白质的热稳定性159

6.5.3 转化氨基酸残基，改善蛋白质热稳定性160

6.5.4 改变酶的最适pH值条件161

6.5.5 提高酶的催化活性161

6.5.6 修饰酶的催化特异性161

6.5.7 修饰的生物防腐效应162

本章小结163

思考题164

推荐阅读书目164

第7章 食品生物工程下游技术165

7.1 原料预处理165

7.1.1 发酵液的固液分离166

7.1.2 发酵液的预处理167

7.1.3 细胞破碎168

7.2 产物的提取170

7.3 产物的纯化171

7.3.1 沉淀法171

7.3.2 吸附法175

7.3.3 凝胶层析法176

7.3.4 萃取177

7.3.5 膜分离技术180

7.3.6 离子交换层析182

7.3.7 电泳184

7.3.8 聚焦层析186

7.3.9 亲和层析法186

7.3.10 免疫吸附层析187

7.3.11 亲和超滤188

7.3.12 亲和沉淀189

7.3.13 高效液相层析法189

7.4 产物的精制191

7.4.1 浓缩192

7.4.2 结晶194

7.4.3 干燥195

本章小结196

思考题196

推荐阅读书目197

第8章 生物传感器及其在食品工业中的应用198

8.1 生物传感器概述198

8.1.1 生物传感器的定义和组成198

8.1.2 生物传感器的工作原理199

8.1.3 生物传感器发展历程200

8.1.4 生物传感器的分类201

8.1.5 生物材料的固定化204

8.1.6 影响生物传感器功能的因素206

8.1.7 生物传感器的特点207

8.1.8 生物传感器的应用207

8.2 生物传感器用于检测食品鲜度208

8.2.1 鱼鲜度测定208

8.2.2 肉鲜度测定209

8.2.3 乳鲜度测定209

8.2.4 水果成熟度测定209

8.3 生物传感器用于检测食品滋味及熟度210

8.4 生物传感器用于食品成分分析210

8.4.1 氨基酸的检测210

8.4.2 糖含量的检测211

8.4.3 有机酸、醇类等物质的检测211

8.5 生物传感器用于食品卫生检测212

8.5.1 生物传感器用于食品中微生物检测212

8.5.2 生物传感器用于生物毒素检测212

8.5.3 生物传感器用于残留农药、兽药检测213

8.5.4 生物传感器用于食品添加剂的检测214

8.6 生物传感器用于发酵性食品生产的控制215

8.6.1 原材料及代谢产物的测定215

8.6.2 微生物细胞总数的测定216

8.6.3 代谢试验的鉴定216

8.7 生物传感器的发展前景216

本章小结216

思考题217

推荐阅读书目217

第9章 现代生物技术与食品安全检测218

9.1 免疫学检测技术218

9.1.1 抗体在检测中的应用218

9.1.2 ELISA在检测中的应用221

9.1.3 单克隆抗体检测技术223

9.1.4 荧光抗体技术226

9.1.5 放射免疫技术226

9.1.6 免疫胶体金技术227

9.2 核酸分子检测技术228

9.2.1 核酸探针技术的操作原理228

9.2.2 核酸探针技术在食品检测中的应用230

9.3 生物芯片检测技术230

9.3.1 基因芯片技术230

9.3.2 蛋白质芯片231

9.3.3 生物芯片的制作231

9.3.4 生物芯片工作原理232

9.3.5 生物芯片技术在食品领域的应用232

9.4 转基因食品的检测技术234

9.4.1 PCR在转基因食品检测中的应用235

9.4.2 核酸杂交技术在转基因食品检测中的应用240

9.4.3 免疫学技术在转基因食品检测中的应用241

9.4.4 生物芯片技术在转基因食品检测中的应用241

本章小结242

思考题242

推荐阅读书目242

第10章 生物技术在食品工业废物、废水处理中的应用243

10.1 食品工业废物243

10.1.1 果蔬加工行业的废物243

10.1.2 肉类加工行业的废物244

10.1.3 粮油加工行业的废物244

10.2 食品工业废物的处理245

10.2.1 果蔬加工行业的废物处理245

10.2.2 肉制品加工行业的废物处理249

10.2.3 粮油产品加工行业的废物处理252

10.3 食品工业废水的处理258

10.3.1 食品工业废水来源及其特性258

10.3.2 废水的处理262

本章小结264

思考题265

推荐阅读书目265

第11章 生物技术对食品原料生产环境的保护与修复266

11.1 环境污染对食品原料生产的影响266

11.1.1 大气污染对食品原料生产环境的影响266

11.1.2 水污染对食品原料生产环境的影响267

11.1.3 土壤污染对食品原料生产环境的影响268

11.2 生物修复270

11.2.1 生物修复技术的基本概念270

11.2.2 生物修复的基本原理271

11.3 水体污染的生物修复技术277

11.3.1 地下水污染的生物修复技术277

11.3.2 地表水污染的生物修复技术282

11.4 土壤污染的生物修复技术284

11.4.1 土壤污染生物修复的工程方法284

11.4.2 土壤中多环芳烃污染的生物修复技术286

11.4.3 土壤中重金属污染的生物修复技术289

本章小结292

思考题292

推荐阅读书目292

第12章 生物技术存在的问题及展望293

12.1 生物技术目前存在的问题293

12.1.1 生物技术的技术本身293

12.1.2 转基因产品的安全性294

12.1.3 生物技术对环境和生态的威胁297

12.1.4 社会伦理问题297

12.1.5 生物技术水平不高、应用范围较窄298

12.2 生物技术展望299

12.2.1 生物技术进一步发展和完善299

12.2.2 生物技术应用更加广泛299

本章小结302

思考题302

推荐阅读书目302

参考文献303

附录1 食品生物技术中常用英汉词汇308

附录2 常用网址319