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第一章 绪论 1

第一节 生物技术的定义、范畴及应用领域 1

一、生物技术的定义 2

二、生物技术的范畴 3

三、生物技术的研究与应用领域 4

四、生物技术的发展前景 5

第二节 食品生物技术的定义、范畴及应用领域 6

一、食品生物技术的定义 6

二、食品生物技术的范畴 7

三、食品生物技术的研究与应用领域 8

四、食品生物技术的发展前景 8

第三节 食品生物技术的发展历程与理论基础 9

一、食品生物技术的发展历程 9

二、食品生物技术的理论基础 11

第四节 食品生物技术与食品科学及安全 13

一、食品生物技术是推进食品工业发展的核心技术 13

二、食品生物技术是食品安全监控的重要技术手段 14

三、本书的内容、教学目标和要求 15

参考文献 15

第二章 基因工程 17

第一节 基因工程概述 18

一、基因工程的概念 18

二、基因工程的发展历程 18

三、基因工程的发展前景 20

第二节 基因工程的理论依据 20

一、核酸与基因 20

二、DNA复制 23

第三节 核酸的制备与检测 25

一、DNA的分离纯化和检测 25

二、RNA的分离纯化 28

三、mRNA的分离与纯化 29

四、RNA的检测 30

第四节 常用工具酶和基因载体 31

一、基因工程常用工具酶 31

二、基因工程常用载体 36

第五节 目的基因的分离与修饰 45

一、目的基因的制备方法 45

二、目的基因的分离策略 50

三、基因的突变与修饰 51

第六节 重组基因导人受体细胞 55

一、目的基因与载体的连接（重组与克隆） 55

二、受体细胞 57

三、重组DNA向受体的转化 58

四、重组体的筛选与外源基因的鉴定 64

第七节 外源目的基因表达与调控 71

一、基因表达的调控元件 71

二、外源基因表达调控的机制 73

三、外源基因表达调控系统 77

第八节 蛋白质工程和分子进化工程简介 84

一、蛋白质工程 84

二、分子进化工程 87

参考文献 90

第三章 细胞工程 91

第一节 细胞工程概述 91

一、细胞工程的定义 91

二、细胞工程的发展历程 92

三、细胞工程的研究内容 93

四、细胞工程的发展前景 93

第二节 植物细胞工程 94

一、植物细胞与组织培养技术 94

二、植物细胞融合技术 98

三、植物细胞质工程技术 99

四、植物染色体工程技术 100

第三节 动物细胞工程 102

一、动物细胞培养技术 102

二、动物细胞融合技术 104

三、干细胞技术 107

第四节 微生物细胞的原生质体融合技术 108

一、原生质体的制备 108

二、原生质体的融合与再生 109

三、杂合子的筛选 110

第五节 动植物细胞生物反应器 110

一、动物细胞培养用生物反应器 110

二、植物细胞培养用生物反应器 114

参考文献 117

第四章 酶工程 118

第一节 酶工程概述 119

一、酶工程的定义 119

二、酶工程发展历程 119

三、酶工程研究内容 120

四、酶工程发展前景 122

第二节 酶生产与修饰 123

一、酶生产 123

二、酶修饰 127

第三节 酶和细胞的固定化技术 132

一、固定化酶的制备 132

二、固定化酶的性质 134

三、影响固定化酶性质的因素 136

四、固定化活细胞 136

第四节 酶动力学 137

一、酶的基本动力学 137

二、多底物酶促反应动力学 138

三、影响酶促反应的因素 141

第五节 酶反应器 145

一、酶反应器的分类 145

二、酶反应器的选择 147

三、酶反应器的发展前景 149

参考文献 149

第五章 发酵工程 151

第一节 发酵工程概述 152

一、发酵工程的定义 152

二、发酵工程的发展历程 152

三、发酵工程的研究内容与发展前景 153

第二节 发酵菌种选育 155

一、菌种的来源 155

二、菌种的分离和筛选 157

三、菌种的选育 158

四、菌种的衰退、复壮和保藏 163

第三节 发酵培养基设计 164

一、发酵工业培养基的成分和来源 164

二、发酵培养基设计与优化 166

第四节 发酵动力学与发酵过程优化控制 170

一、发酵动力学 170

二、发酵过程优化控制 174

第五节 发酵设备 177

一、厌氧发酵设备 177

二、通风发酵设备 178

第六节 发酵产物分离纯化 180

一、发酵液的预处理及固液分离 181

二、微生物细胞破碎 182

三、提取 184

四、精制 187

第七节 基因工程菌的发酵技术 191

一、基因工程菌的不稳定性 191

二、基因工程菌发酵工艺的控制 193

参考文献 196

第六章 生物技术在食品加工中的应用 197

第一节 基因工程在食品加工原料（动植物）改良中的应用 198

一、基因工程对植物性食品原料的改良 198

二、基因工程对动物性食品原料的改良 202

第二节 基因工程在食品加工菌种改良中的应用 205

一、微生物菌种性能的改良 206

二、提高微生物发酵产量 209

三、改变微生物的生物合成途径以获得新产品 210

第三节 动植物细胞工程在食品加工中的应用 211

一、植物细胞工程与植物来源生物产品的生产 211

二、动物细胞工程法生产大分子生物制品 214

三、固定化动植物细胞技术在食品工业中的应用 214

第四节 微生物细胞及原生质体融合技术在食品加工中的应用 215

一、酵母菌原生质体融合在食品生产中的应用 215

二、食用菌原生质体融合在食品生产中的应用 216

三、其他食品微生物原生质体融合在食品生产中的应用 217

第五节 酶工程在食品加工中的应用 217

一、酶在酿造业中的应用 218

二、酶在制糖工业中的应用 219

三、酶在焙烤业中的应用 219

四、酶在肉类工业中的应用 220

五、酶在乳品工业中的应用 221

六、酶在果蔬加工中的应用 222

七、酶在食品储藏保鲜中的应用 222

第六节 发酵工程在食品加工中的应用 223

一、改进传统食品加工工艺 223

二、单细胞蛋白（SCP）的生产 224

三、开发功能性食品 224

四、微生物油脂的生产 226

五、开发新糖源 226

六、在饮料加工上的应用 226

第七节 生物技术在食品加工副产物综合利用中的应用 227

一、概述 227

二、在粮油加工副产物综合利用中的应用 227

三、在果蔬加工副产物综合利用中的应用 228

四、在畜产品加工副产物综合利用中的应用 228

五、在水产品加工副产物综合利用中的应用 229

参考文献 229

第七章 生物技术在食品储藏保鲜中的应用 231

第一节 概述 231

一、生物保鲜的一般机理 232

二、生物保鲜技术的分类 232

第二节 生物技术在果蔬保鲜中的应用 232

一、酶在果蔬防腐保鲜中的应用 232

二、微生物在果蔬防腐保鲜中的应用 233

第三节 生物技术在粮油类食品防霉保鲜中的应用 234

一、在粮油类食品防霉保鲜中的应用 234

二、在粮油类食品加工及质量控制中的应用 235

三、粮油类食品中黄曲霉毒素的生物去除方法 240

第四节 生物技术在畜禽类食品保鲜中的应用 241

一、概述 241

二、酶的应用 242

三、微生物的应用 242

四、生物防腐剂的应用 242

第五节 生物技术在水产品防腐保鲜中的应用 242

一、概述 242

二、酶在水产品防腐保鲜中的应用 242

三、微生物在水产品保鲜中的应用 243

四、生物保鲜剂在水产品防腐保鲜中的应用 244

第六节 其他生物保藏保鲜技术 245

一、传统的食品发酵保藏技术 245

二、基因工程保鲜技术 247

参考文献 247

第八章 生物技术在食品防腐剂生产中的应用 249

第一节 生物防腐剂概述 249

一、生物防腐剂的概念及发展历史与现状 249

二、微生物发酵法生产防腐剂的技术原理 250

第二节 乳酸链球菌素 251

一、概述 251

二、生物合成原理 253

三、菌种 253

四、生产工艺 253

五、在食品中的应用 255

第三节 纳他霉素 258

一、概述 258

二、生物合成原理 259

三、菌种 259

四、生产工艺 259

五、在食品中的应用 263

第四节 ε-聚赖氨酸 265

一、概述 265

二、生物合成原理 265

三、菌种 266

四、生产工艺 268

五、在食品中的应用 269

第五节 曲酸 271

一、概述 271

二、菌种 271

三、发酵工艺 272

四、提取和精制 273

五、在食品中的应用 273

第六节 抗菌肽 274

一、概述 274

二、微生物抗菌肽 276

三、菌种 277

四、发酵工艺 278

五、在食品中的应用 280

第七节 其他生物防腐剂 281

一、溶菌酶 281

二、壳聚糖 282

三、有机酸 283

四、过氧化氢 284

五、双乙酰 284

参考文献 285

第九章 生物技术在食品营养与功能因子生产中的应用 286

第一节 概述 287

一、食品添加剂的重要作用与发展方向 287

二、利用生物技术开发食品添加剂及功能因子的概况 288

第二节 生物技术在营养强化剂生产中的应用 288

一、营养强化剂概述 288

二、维生素 289

三、矿物质 292

四、氨基酸 293

第三节 生物技术在功能性多糖生产中的应用 295

一、功能性多糖概述 295

二、灵芝多糖 296

三、香菇多糖 297

四、其他多糖 298

第四节 生物技术在功能性低聚糖生产中的应用 299

一、功能性低聚糖概述 299

二、低聚果糖 300

三、低聚异麦芽糖 301

四、低聚木糖 302

五、海藻糖 303

六、木糖醇 304

第五节 生物技术在功能性多肽生产中的应用 305

一、功能性多肽概述 305

二、谷胱甘肽 306

三、降血压肽 308

四、免疫调节肽 310

五、高F值寡肽 311

六、酪蛋白磷酸肽 311

七、大豆蛋白多肽 312

八、玉米肽 312

九、胶原多肽 313

第六节 生物技术在功能性油脂生产中的应用 313

一、功能性油脂概述 313

二、DHA和EPA 314

三、γ-亚麻酸 315

四、花生四烯酸 316

五、共轭亚油酸（CLA） 317

第七节 生物技术在功能性酶蛋白生产中的应用 318

一、超氧化物歧化酶（SOD） 318

二、谷胱甘肽过氧化物酶 319

三、其他酶 319

第八节 生物技术在功能性菌剂生产中的应用 320

一、益生菌、益生元和益生菌制剂的概念 320

二、乳酸菌与乳酸菌益生菌制剂 321

三、双歧杆菌与双歧杆菌益生菌制剂 322

四、芽孢杆菌与芽孢杆菌益生菌制剂 322

参考文献 323

第十章 生物技术在食品添加剂生产中的应用 324

第一节 生物技术在食品调味剂和香料生产中的应用 324

一、食品酸味剂 324

二、食品甜味剂 326

三、食品鲜味剂 330

四、香料 333

第二节 生物技术在食用天然色素生产中的应用 334

一、红曲色素 334

二、β-胡萝卜素 335

第三节 生物技术在食品增稠剂和乳化剂生产中的应用 335

一、黄原胶 335

二、凝结多糖 337

三、茁霉多糖 338

四、β-环状糊精 339

第四节 生物技术在食品酶制剂生产中的应用 340

一、淀粉酶 340

二、蛋白酶 344

三、脂肪酶 345

四、其他酶 346

参考文献 347

第十一章 分子生物学技术在食品检测中的应用 348

第一节 分子生物学检测技术概述 348

第二节 核酸探针技术及其在食品微生物检测中的应用 350

一、核酸探针技术 350

二、核酸探针技术在食品微生物检测中的应用 354

第三节 聚合酶链式反应（PCR）技术 355

一、PCR技术原理 355

二、常规PCR技术反应过程及操作要点 356

三、常规PCR技术的优缺点 359

四、其他改进型PCR技术介绍 360

第四节 PCR相关技术 364

一、概述 364

二、RFLP和PCR-RFLP技术 365

三、RAPD技术 365

四、AFLP技术 365

五、SSR和ISSR技术 365

六、SNP和PCR-SSCP技术 366

七、DGGE和TGGE技术 366

第五节 PCR技术在食品微生物检测中的应用 367

一、在食源性病菌检测中的应用 367

二、在益生菌检测及鉴定中的应用 371

第六节 PCR技术在转基因食品及转基因成分检测中的应用 371

一、在转基因食品检测中的应用 371

二、在食品转基因成分检测中的应用 373

参考文献 375

第十二章 免疫学技术在食品检测中的应用 376

第一节 免疫学技术概述 376

一、抗原、抗体及免疫学的概念 377

二、免疫学方法的分类 380

三、食品检测中常见的免疫学技术概述 381

第二节 抗原和抗体的制备 382

一、抗原、半抗原及超级抗原的制备与改造 382

二、多克隆抗体的制备 385

三、单克隆抗体的制备与纯化 386

四、基因工程抗体 391

第三节 单克隆抗体技术在食品安全检测中的应用 392

一、在食源性致病菌检测中的应用 392

二、在毒素检测中的应用 392

第四节 免疫层析技术 394

一、免疫层析原理 394

二、免疫层析试纸条材料的选择 395

三、免疫层析技术的研究进展 397

第五节 免疫层析技术在食品安全检测中的应用 398

一、胶体金免疫层析试纸条在食品安全中的应用 398

二、量子点免疫层析试纸条在食品安全中的应用 400

三、荧光微球免疫层析试纸条在食品安全中的应用 401

四、上转磷光免疫层析试纸条在食品安全中的应用 402

五、纳米磁珠标记免疫层析 403

第六节 酶联免疫吸附技术（ELISA） 403

一、ELISA的基本原理 403

二、ELISA的种类及优缺点 404

三、酶标记物的制备 405

四、ELISA分析方法 407

五、酶联免疫检测技术的发展现状与存在问题 410

第七节 酶联免疫检测技术在食品领域的应用 411

一、食品有害微生物的检测 411

二、食品中农药和抗生素残留的检测 412

三、食品中其他有毒有害成分的检测 414

四、在转基因食品检测中的应用（双抗夹心ELISA检测技术） 415

参考文献 415

第十三章 生物芯片技术在食品检测中的应用 417

第一节 生物芯片的概念与分类 417

一、生物芯片的基本概念 417

二、生物芯片的分类 419

三、生物芯片的种类 420

第二节 基因芯片的原理与制备 422

一、基因芯片的基本原理 422

二、基因芯片的制备 423

第三节 基因芯片技术在食品安全质量检测中的应用 424

一、在转基因食品检测中的应用 424

二、在食源性致病菌检测中的应用 426

三、在农、兽药残留检测中的应用 427

第四节 蛋白质芯片及其在食品质量安全控制中的应用 428

一、蛋白质芯片概述 428

二、蛋白质芯片－飞行质谱技术的组成与原理 429

三、蛋白质芯片－飞行质谱技术在食品质量控制中的应用 431

参考文献 434

第十四章 生物传感器技术在食品检测中的应用 436

第一节 生物传感器的概念与分类 437

一、生物传感器的概念 437

二、生物传感器的分类 438

第二节 生物传感器的组成与原理 439

一、生物传感器的基本组成 439

二、生物传感器的工作原理 440

第三节 生物传感器的制备技术 441

一、酶传感器的制备 441

二、微生物传感器的制备 443

三、免疫传感器的制备 444

四、其他生物传感器的制备 445

第四节 生物传感器技术在食品分析中的应用 447

一、食品新鲜度分析 447

二、食品成分及添加剂分析 448

三、农药和抗生素残留分析 450

四、食品微生物及其毒素分析 453

参考文献 456

第十五章 生物技术在食品安全溯源及预警管理中的应用 457

第一节 概述 458

一、食品安全溯源体系及发展现状 458

二、食品安全溯源体系的建立 458

三、食品安全溯源体系中应用生物技术的概况 460

第二节 基于RFID技术的食品安全溯源系统 460

一、RFID系统的组成及工作原理 460

二、基于RFID技术的食品安全可溯源系统 462

第三节 SSR和ISSR技术在食品溯源中的应用 464

一、SSR和ISSR技术概述 464

二、在食品溯源中的应用 465

第四节 其他食品安全指纹跟踪与追溯系统 466

一、同位素指纹跟踪与追溯系统 466

二、矿物元素指纹跟踪与追溯系统 468

参考文献 468

第十六章 转基因食品及其安全性评价与管理 470

第一节 转基因食品概述 471

一、转基因食品的定义 471

二、转基因食品的分类 471

三、转基因食品的主要特点 472

第二节 转基因食品的安全性问题 473

一、转基因食品安全性问题的由来 473

二、转基因食品的安全性问题 474

第三节 转基因食品的安全性评价 475

一、转基因食品安全性评价的目的 475

二、转基因食品安全性评价的基本原则 476

三、转基因食品安全性评价的内容和方法 478

第四节 转基因食品的管理及相关法规 479

一、转基因食品的管理 479

二、国外转基因食品的管理及相关法规 480

三、国内转基因食品的管理及相关法规 481

参考文献 481