生物技术概论 第7章生物技术与食品 习题与参考答案 一、名词解释 1.食品生物技术：食品生物技术(food biotechnology)是指生物技术在食品原料生产、 加工和制造等整个链条中的广泛应用的一门技术。它既包括食品发酵和酿造等最古老的生物 技术加工过程，也包括应用现代生物技术来改良食品原料加工品质的基因、生产高质量的农 产品、制造食品添加剂、植物和动物细胞的培养以及与食品加工和制造相关的其他生物技术， 如酶工程技术和发酵工程技术等。当前食品生物技术更多的是指基因工程、细胞工程、酶工 程和发酵工程等核心的生物技术。 2.功能食品：功能食品(functional food)是指适宜于特定人群食用，以调节生理活动、 促进健康为主要目的，而不以治疗疾病为目的的食品。它的范围包括：增强人体体质（增强 免疫能力，激活淋巴系统等)的食品：防止疾病（高血压、糖尿病、冠心病、便秘和肿瘤等） 的食品：恢复健康（控制胆固醇、防止血小板凝集、调节造血功能等）的食品：调节身体节 律（神经中枢、神经末稍、摄取与吸收功能等）的食品和延缓衰老的食品。 3.低聚糖：低聚糖也称寡糖(oligosaccharides),是指2~10个单糖结合成的直链或支 链低度聚合糖。低聚糖包括普通和功能性低聚糖两类。普通低聚糖有蔗糖、乳糖、麦芽糖等， 可以被人体消化吸收，其作用主要是提供人体所需的能量和怡人的甜味。功能性低聚糖，如 低聚半乳糖、乳果糖和低聚异麦芽糖等，具有糖类某些共同特性，可直接代替糖料作为甜食 的配料。 4.维生素：维生素(vitamin)也称维他命，是维持人体健康所必须的一类营养素，它 们不能在体内合成，或者所合成的量难以满足机体的需要，必须由食物供给的低分子有机化 合物。 5.绿色食品：绿色食品(green food)是指遵循可持续发展原则，按照特定生产方式生 产，经专门机构认定，许可使用绿色食品标志的无污染的安全、优质、营养类食品。由于与 环境保护有关的事物国际上通常都冠之以“绿色”，为了更加突出这类食品出自良好生态环境， 因此定名为绿色食品。 6.转基因食品：转基因食品(genetically modified foods,GMF)是指利用基因工程技术 改变基因组构成的动物、植物和微生物生产的食品和食品添加剂。 7.有机食品：有机食品(organic food)是指来自于有机农业生产体系，根据有机农业
生物技术概论 第7章 生物技术与食品 习题与参考答案 一、名词解释 1. 食品生物技术：食品生物技术（food biotechnology）是指生物技术在食品原料生产、 加工和制造等整个链条中的广泛应用的一门技术。它既包括食品发酵和酿造等最古老的生物 技术加工过程，也包括应用现代生物技术来改良食品原料加工品质的基因、生产高质量的农 产品、制造食品添加剂、植物和动物细胞的培养以及与食品加工和制造相关的其他生物技术， 如酶工程技术和发酵工程技术等。当前食品生物技术更多的是指基因工程、细胞工程、酶工 程和发酵工程等核心的生物技术。 2. 功能食品：功能食品（functional food）是指适宜于特定人群食用，以调节生理活动、 促进健康为主要目的，而不以治疗疾病为目的的食品。它的范围包括：增强人体体质（增强 免疫能力，激活淋巴系统等）的食品；防止疾病（高血压、糖尿病、冠心病、便秘和肿瘤等） 的食品；恢复健康（控制胆固醇、防止血小板凝集、调节造血功能等）的食品；调节身体节 律（神经中枢、神经末稍、摄取与吸收功能等）的食品和延缓衰老的食品。 3. 低聚糖：低聚糖也称寡糖（oligosaccharides），是指2～10个单糖结合成的直链或支 链低度聚合糖。低聚糖包括普通和功能性低聚糖两类。普通低聚糖有蔗糖、乳糖、麦芽糖等， 可以被人体消化吸收，其作用主要是提供人体所需的能量和怡人的甜味。功能性低聚糖，如 低聚半乳糖、乳果糖和低聚异麦芽糖等，具有糖类某些共同特性，可直接代替糖料作为甜食 的配料。 4. 维生素：维生素（vitamin）也称维他命，是维持人体健康所必须的一类营养素，它 们不能在体内合成，或者所合成的量难以满足机体的需要，必须由食物供给的低分子有机化 合物。 5. 绿色食品：绿色食品（green food）是指遵循可持续发展原则，按照特定生产方式生 产，经专门机构认定，许可使用绿色食品标志的无污染的安全、优质、营养类食品。由于与 环境保护有关的事物国际上通常都冠之以“绿色”，为了更加突出这类食品出自良好生态环境， 因此定名为绿色食品。 6. 转基因食品：转基因食品（genetically modified foods, GMF）是指利用基因工程技术 改变基因组构成的动物、植物和微生物生产的食品和食品添加剂。 7. 有机食品: 有机食品（organic food）是指来自于有机农业生产体系，根据有机农业
生物技术概论 生产要求和相应的标准生产加工的，即在原料生产和产品加工过程中不使用化肥、农药、生 长激素、化学添加剂等化学物质，不使用基因工程技术，并通过独立的有机食品认证机构认 证的一切农副产品，包括粮食、蔬菜、水果、奶制品、畜禽产品、蜂蜜、水产品、调料等。 8.食品添加剂：食品添加剂(food additives)是指用于改善食品品质、延长食品保存期、 便于食品加工和增加食品营养成分的一类化学合成或天然物质。 二、简要问答 1.简述食品生物技术的组成及各部分之间的关系。 食品生物技术是由基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等生物技术组成。它们之间 存在下列关系： (1)基因工程与细胞工程获得优良性状的微生物菌株或者细胞株的重要过程和手段， 是酶工程和发酵工程的基础： (2)发酵工程是将微生物菌株或细胞株的生产能力发挥到最佳，最大化的获得微生物 菌株或细胞株的干物质或者代谢分泌的生物制品，是实现基因工程与细胞工程大规模工业化 生产的保障： (3)酶工程是其他几种技术的综合作用的结果，是微生物菌株或细胞株经过发酵工程 获得酶制剂后实施催化作用完成物质转化的重要保障： (4)基因工程与细胞工程互相支撑，相互协同。食品生物技术的各个部分之间既紧密 联系，相互支持，互为依靠和共存，同时，各个部分之间侧重点有所不同。 2.生物技术改造徽生物资源的独特优势有哪些？ 利用生物技术改造微生物资源就是对生产菌株进行改造而获得高产工程菌，或者是通过 微生物间的转基因而获得具有特定属性的新菌种。其具有以下独特的优势： (1)这种方法是有目的微生物菌株性能的改造，是一种定向改造： (2)该方法具有快速高效优点： (3)该方法具有同时赋予微生物菌株多种性能的能力。 3.简述荧光PCR技术检测食源性致病菌种类。 荧光PCR技术检测食源性致病菌种类主要有： (1)单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)：简称单增李斯特菌，是一种 兼性厌氧细菌、人畜共患病的病原菌。 (2)金黄色葡萄球菌：金黄色葡萄球菌(S1 aphylococcus aureus)是人类的一种重要 病原菌，隶属于葡萄球菌属(Staphylococcus),有"嗜肉菌"的别称，是革兰氏阳性菌的代表
生物技术概论 生产要求和相应的标准生产加工的，即在原料生产和产品加工过程中不使用化肥、农药、生 长激素、化学添加剂等化学物质，不使用基因工程技术，并通过独立的有机食品认证机构认 证的一切农副产品，包括粮食、蔬菜、水果、奶制品、畜禽产品、蜂蜜、水产品、调料等。 8. 食品添加剂：食品添加剂（food additives）是指用于改善食品品质、延长食品保存期、 便于食品加工和增加食品营养成分的一类化学合成或天然物质。 二、简要问答 1. 简述食品生物技术的组成及各部分之间的关系。 食品生物技术是由基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等生物技术组成。它们之间 存在下列关系： （1）基因工程与细胞工程获得优良性状的微生物菌株或者细胞株的重要过程和手段， 是酶工程和发酵工程的基础； （2）发酵工程是将微生物菌株或细胞株的生产能力发挥到最佳，最大化的获得微生物 菌株或细胞株的干物质或者代谢分泌的生物制品，是实现基因工程与细胞工程大规模工业化 生产的保障； （3）酶工程是其他几种技术的综合作用的结果，是微生物菌株或细胞株经过发酵工程 获得酶制剂后实施催化作用完成物质转化的重要保障； （4）基因工程与细胞工程互相支撑，相互协同。食品生物技术的各个部分之间既紧密 联系，相互支持，互为依靠和共存，同时，各个部分之间侧重点有所不同。 2. 生物技术改造微生物资源的独特优势有哪些？ 利用生物技术改造微生物资源就是对生产菌株进行改造而获得高产工程菌，或者是通过 微生物间的转基因而获得具有特定属性的新菌种。其具有以下独特的优势： （1）这种方法是有目的微生物菌株性能的改造，是一种定向改造； （2）该方法具有快速高效优点； （3）该方法具有同时赋予微生物菌株多种性能的能力。 3. 简述荧光 PCR 技术检测食源性致病菌种类。 荧光 PCR 技术检测食源性致病菌种类主要有： （1）单核细胞增生李斯特菌 (Listeria monocytogenes) ：简称单增李斯特菌，是一种 兼性厌氧细菌、人畜共患病的病原菌。 （2）金黄色葡萄球菌：金黄色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus ) 是人类的一种重要 病原菌，隶属于葡萄球菌属(Staphylococcus)，有"嗜肉菌"的别称，是革兰氏阳性菌的代表
生物技术概论 可引起许多严重感染。 (3)沙门氏菌：沙门氏菌(Salmonella enterica)是寄居在人类动物肠道内生化反应和 抗原构造相似的革兰阴性杆菌，是人类食物中毒的主要病原之一。 (4)大肠杆菌O157:H7:大肠杆菌O157:H7型(Escherichia coli O157:H7)是一种肠 道出血性大肠杆菌，为革兰氏阴性杆菌，寄居在人和动物的消化道，是食物中毒的原因之一。 (5)志贺氏菌：志贺氏菌(Shigella)是一类革兰阴性杆菌，是人类细菌性痢疾最为 常见的病原菌。 此外，还有蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、副溶血性弧菌(ibrio parahaemolyticus) 等常见的食源性致病微生物。 4.食品生物技术生产功能性低聚糖有哪些优势？ 食品生物技术在功能性低聚糖的生产中具有下列优势： (1)反应条件温和。由于多采取微生物发酵法或者酶法合成的方法，作用的温度远比 化学合成法要低的多，多采用37℃以下。 (2)无有害副产物。微生物发酵或酶法合成产生的副产物不对微生物和酶具有毒性。 (3)选择性的制备目标产物。通过发酵过程或者酶法合成过程优化，从而获得高产的 目标产物。 三、拓展讨论 1.食品中农药残留的ELISA检测技术进展。 [思路提示]查阅文献，可从下面四个方面（可自由扩展）进行讨论： (1)直接竞争法、间接竞争法和双抗夹心法ELISA原理。 (2)果蔬中农药残留的ELISA检测技术进展。六六六、滴滴涕、杀螟硫磷、拟除虫 菊酯类农药残留的ELISA检测方法。 (3)畜禽食品中农药残留的ELISA检测技术进展。其中克伦特罗残留ELISA的检测。 (4)水产品中的农药残留的ELISA检测技术进展。硝基呋喃代谢物残留、甲氰菊酯 残留和喹诺酮类药物多残留ELISA的检测 2.食品生物技术生产维生素的发展前景。 [思路提示]由于食品生物技术生产于维生素的具有生产成本低、效率高、作用条件温 和等优点，己经广泛用于维生素的生产。通过查阅文献资料，可从下面四个方面（可自由扩 展)总结并进行讨论： (1)维生素高产菌株的选育：胡萝卜素发酵使用的菌种主要有三孢布拉霉、红酵母
生物技术概论 可引起许多严重感染。 （3）沙门氏菌：沙门氏菌（Salmonella enterica）是寄居在人类动物肠道内生化反应和 抗原构造相似的革兰阴性杆菌，是人类食物中毒的主要病原之一。 （4）大肠杆菌 O157:H7：大肠杆菌 O157:H7 型（Escherichia coli O157:H7）是一种肠 道出血性大肠杆菌，为革兰氏阴性杆菌，寄居在人和动物的消化道，是食物中毒的原因之一。 （5）志贺氏菌：志贺氏菌（Shigella）是一类革兰阴性杆菌，是人类细菌性痢疾最为 常见的病原菌。 此外，还有蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）、副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus） 等常见的食源性致病微生物。 4. 食品生物技术生产功能性低聚糖有哪些优势？ 食品生物技术在功能性低聚糖的生产中具有下列优势： （1）反应条件温和。由于多采取微生物发酵法或者酶法合成的方法，作用的温度远比 化学合成法要低的多，多采用 37℃以下。 （2）无有害副产物。微生物发酵或酶法合成产生的副产物不对微生物和酶具有毒性。 （3）选择性的制备目标产物。通过发酵过程或者酶法合成过程优化，从而获得高产的 目标产物。 三、拓展讨论 1. 食品中农药残留的 ELISA 检测技术进展。 [思路提示] 查阅文献，可从下面四个方面（可自由扩展）进行讨论： （1）直接竞争法、间接竞争法和双抗夹心法 ELISA 原理。 （2）果蔬中农药残留的 ELISA 检测技术进展。六六六、滴滴涕、杀螟硫磷、拟除虫 菊酯类农药残留的 ELISA 检测方法。 （3）畜禽食品中农药残留的 ELISA 检测技术进展。其中克伦特罗残留 ELISA 的检测。 （4）水产品中的农药残留的 ELISA 检测技术进展。硝基呋喃代谢物残留、甲氰菊酯 残留和喹诺酮类药物多残留 ELISA 的检测 2. 食品生物技术生产维生素的发展前景。 [思路提示] 由于食品生物技术生产于维生素的具有生产成本低、效率高、作用条件温 和等优点，已经广泛用于维生素的生产。通过查阅文献资料，可从下面四个方面（可自由扩 展）总结并进行讨论： （1）维生素高产菌株的选育：胡萝卜素发酵使用的菌种主要有三孢布拉霉、红酵母
生物技术概论 鞘氨醇单胞菌等：具备合成维生素B12能力的微生物主要为放线菌和细菌：生产维生素C的 微生物为Gluconobacter oxydans DSM4025。 (2)生产维生素的种类：胡萝卜素、维生素B和维生素C等。随着维生素需要量的 不断加大，越来越多的维生素的生产更愿意采用微生物发酵法生产。 (3)生物技术生产维生素的过程优化进展：可以采取一步发酵法、二步发酵法、串联 工艺法以及偶联发酵法等。 (上海大学刘战民)
生物技术概论 鞘氨醇单胞菌等；具备合成维生素 B12能力的微生物主要为放线菌和细菌；生产维生素 C 的 微生物为 Gluconobacter oxydans DSM4025。 （2）生产维生素的种类：胡萝卜素、维生素 B 和维生素 C 等。随着维生素需要量的 不断加大，越来越多的维生素的生产更愿意采用微生物发酵法生产。 （3）生物技术生产维生素的过程优化进展：可以采取一步发酵法、二步发酵法、串联 工艺法以及偶联发酵法等。 （上海大学 刘战民）
