食品生物技术学科的现状与发展课件

食品生物技术学科的现状与发展中国.北京 2010.11.222010年度食品科学技术学科发展研究ReportonFoodBiotechnology中国食品科学技术学会 承担食品生物技术专题报告浙 江 大 学江 南 大 学 西北农林科技大学 食品生物技术学科的现状与发展中国.北京 2010.11.22报告主要内容学科建设概况国内研究进展食品生物技术学科发展现状重点介绍在食品安全检测、食品包装与贮藏、食品添加剂、功能食品和食品疫苗等方面的应用。食品生物技术在产业发展中的应用和成果国内外发展现状与趋势我国与国际水平的比较及战略需求食品生物技术国内外研究进展比较食品生物技术在我国未来的发展趋势与展望对食品生物技术相关研究方向的发展提出建议食品生物技术学科发展趋势及展望1食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology报 告 主 要 内 容食品生物技术学科发展现状学科建设概况国食品生物技术学科发展现状门类门类学科（一级、二级学科）学科（一级、二级学科）工学食品科学与工程-食品科学、粮食油脂及植物蛋白工程 农产品加工与贮藏工程、水产品加工与贮藏化学工程与技术-生物化工轻工技术与工程-发酵工程理学生物学农学作物学园艺学水产医学公共卫生与预防医学-营养与食品卫生学 学科建设学术建制与人才培养专业分布专业分布人才培养人才培养已形成了以本科和研究生教育为主体的全方位人才培养体系，从事食品生物技术研究的力量正逐步增长，能较好满足未来食品科技发展对食品生物技术科研力量的需要。主要课程食品微生物学、食品发酵工程、酶学与酶工程、基因工程（现代分子生物学）、代谢工程、蛋白质工程、细胞工程、食品营养学、食品安全与质量控制、食品工程原理、食品工艺学、食品生物技术等。课程设置课程设置2食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology各个高校由于研究侧重点不一样其课程设置上也有所差别。食品生物技术学科发展现状门类学科（一级、二级学科）工学食品科食品生物技术学科发展现状3食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology学科建设学术交流会议会议主题主题2009年中国生物科技及产业创新能力国际比较研讨会将食品生物技术作为我国生物科技及产业国际比较基本框架的重要方面。2010年食品绿色化加工技术与食品安全博士生学术论坛会议“食品生物技术与安全”为主题，“食品生物技术”为专题。2010年第六届食品科学国际年会暨食品科学重大基础理论研究高峰论坛国内外食品科学、粮油食品、食品生物技术、肉类食品、乳蛋类食品、水产食品、食品安全、功能食品与天然产物及果蔬贮运与加工等重大基础研究。2010生物产业技术研讨会食品生物技术领域食品生产用酶的开发与应用、啤酒行业酶制剂开发与应用、酶制剂研究基础问题及热点、生物催化与生物转化、基因工程优良菌种及工程酶和大宗发酵产品的先进发酵工艺技术等。2009年第四届乳酸菌与健康国际研讨会暨中国食品科学技术学会乳酸菌分会年会2009年7月第五届亚洲乳酸菌研讨会2010年第五届乳酸菌与健康国际研讨会暨2010年CIFST乳酸菌分会年会“乳酸菌与肠道健康”、“乳酸菌带来肠道健康”、“微生物与疾病预防及治疗”等备受关注，益生菌新功能研究与新菌种资源的开发日益受到重视。学术交流日益频繁、深入和多元化，通过学术会议、论坛、展览等多种交流形式，有效促进了学科之间的交叉和产学研合作，成为食品生物技术创新、人才培养的重要途径，为食品生物技术学科的发展营造了良好的学术氛围。食品生物技术学科发展现状3食品生物技术学科的现状与发展学科建食品生物技术学科发展现状4食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology研究进展酶工程学术交流学术交流拓展酶应用范围拓展酶应用范围在食品加工方面，固定化乳糖酶反应器连续化生产低乳糖奶；果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶等提高果汁澄清度等。在食品保鲜方面，应用葡萄糖氧化酶等生物酶制剂除氧，延长食品保鲜期；溶菌酶等替代化学防腐剂，用于保鲜储藏。在食品成分分析与检测方面，酶的特异性使其在化合物的定性和定量分析中得到应用，可作为评价食品质量的行之有效的快捷手段。在食品加工副产品利用中，通过酶的高效生物催化作用，促进难降解成分的有益转化，提高产品的附加值。在功能性食品的开发中，甲壳素脱乙酰酶可将甲壳素降解为活性多糖壳聚糖，-葡萄糖苷酶可以高浓度的葡萄糖为原料合成龙胆低聚糖。利用皂苷糖苷酶酶转化人参皂苷Rbl、Rb2、Rc、Rd为具有极强抗肿瘤活性的Rh2。开发新酶源开发新酶源改造或设计新酶分子模拟酶抗体酶高聚物分子人工酶微生物酶源抗体酶过渡态理论化学方法人工合成分子印迹和生物印迹技术食品生物技术学科发展现状4食品生物技术学科的现状与发展研究进食品生物技术学科发展现状5食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology研究进展酶工程学术交流学术交流固定化技术的研究固定化技术的研究酶反应器技术的研究酶反应器技术的研究微载体固定化技术微载体固定化技术产品呈球形粒状，通用性增强；比表面积增大，使催化效率提高；采用了特异吸附与微囊化双重固定化工艺，稳定性得到大幅提高。磁变性淀粉固定化技术磁变性淀粉固定化技术具有从反应体系中易分离和回收、操作简便、成本较低、利用外部磁场可以控制磁变性淀粉材料固定化酶的运动方式和方向，替代传统的机械搅拌方式，提高固定化酶的催化效率等诸多优点。酶膜反应器得到越来越广泛的应用；芯片酶反应器的研究与应用备受关注；酶合成流化床反应器酶合成流化床反应器，利用液体反应物使固体酶粒子流态化，使得酶与底物更为充分接触，从根本上克服固定床与搅拌釜式反应器因为接触程度不够而导致产率低下的缺点，显出极大的优越性。食品生物技术学科发展现状5食品生物技术学科的现状与发展研究进食品生物技术学科发展现状6食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology研究进展发酵工程现代发酵工程的研究主要包括微生物资源开发利用；微生物菌种的选育、培养；固定化细胞技术；生物反应器设计；发酵条件的利用及自动化控制；产品的分离提纯等。目前发酵工程在食品领域的最新应用及研究进展主要体现在：目前发酵工程在食品领域的最新应用及研究进展主要体现在：真菌保健油脂的生产超氧化物歧化酶的制备番茄红素的生产食品生物技术学科发展现状6食品生物技术学科的现状与发展研究进食品生物技术学科发展现状7食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology研究进展基因工程转基因生物新品种培育和推广转基因生物新品种培育和推广1，转抗虫基因水稻新品种通过安全性评价，达到国际同类研究领先水平；2，转植酸酶基因玉米通过安全性评价，达到国际同类研究领先水平；3，培育形成了世界上最大的转基因奶牛育种基础群，创制了肉品质优良、抗病能力明显改善的转基因动物育种材料；4，完善了规模化转基因技术体系，玉米、水稻等作物遗传转化技术体系规模化程度显著提高；5，研制了多基因干扰、多基因转化、基因删除、基因拆分重建、体细胞克隆等安全、高效的动植物转基因新技术；6，强化了转基因生物安全监管、评价和检测技术体系，注重生物安全技术支撑体系建设。基因工程在酶学研究中应用基因工程在酶学研究中应用1，利用基因工程大量生产酶制剂；2，通过基因定点突变和体外分子定向进化对天然酶蛋白进行改造；3，通过基因和基因片段的融合构建新型多功能融合酶。食品生物技术学科发展现状7食品生物技术学科的现状与发展研究进食品生物技术学科发展现状8食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology研究进展分子营养及益生菌主要研究内容主要研究内容1，研究营养相关基因功能，在分子水平上研究基因膳食健康三者之间交互作用；2，阐明营养相关疾病的分子机制，进行营养相关疾病的诊断；3，阐明人体对营素养需要量的分子生物标志物，建立营养素需要量；4，趋向个体营养学研究，社会营养与个体营养并重；5，建立个体基因组结构基础上的膳食干预，构建营养基因组学数据库。分子营养学研究分子营养学研究研究在分子水平上及人群水平上的膳食营养与基因的交互作用及其对人类健康的影响，建立基于个体基因组结构特征上的膳食干预方法和营养保健手段，提出更具个性化的营养政策。食品生物技术学科发展现状8食品生物技术学科的现状与发展研究进食品生物技术学科发展现状9食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology研究进展分子营养及益生菌主要研究内容主要研究内容1，菌种资源库的构建菌种资源库的构建 建立专业化的乳酸菌资源库，发掘可以持续利用的乳酸菌资源；加强益生乳酸菌的基础研究，采用先进的分子生物学技术。2，肠道微生态及健康与益生菌之间的关系的建立肠道微生态及健康与益生菌之间的关系的建立 通过元基因组学方法研究胃肠道微生物，建立健康与益生菌之间的相互关系，开发和利用动物胃肠道微生物资源。3，高效增菌和高密度发酵技术高效增菌和高密度发酵技术 以发酵工程、代谢调控为基础研究乳酸菌高密度发酵技术；筛选适宜的菌体保护剂，开发深冻浓缩、冻干、低温真空喷雾干燥等技术；通过不同菌株的合理搭配，开发出具有不同益生特性的优质发酵剂。益生菌的研究益生菌的研究功能性的益生菌制剂已经成为我国发展最快的膳食补充剂，这种益生菌制剂年增长速度为20左右。食品生物技术学科发展现状9食品生物技术学科的现状与发展研究进食品生物技术在产业发展中的应用和成果10食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology产业中的应用与成果食品检测中的应用食品检测中的应用残留药物、重金属离子、病原微生物、生物毒素及转基因食品等的检测生物检测技术生物检测技术免疫学方法免疫学方法 酶联免疫技术、免疫荧光技术、乳胶凝集法、免疫传感器法及免疫色谱法 分子生物学方法分子生物学方法 核酸探针技术、聚合酶链式反应技术和基因芯片食品安全检测食品安全检测食品包装与贮藏食品包装与贮藏可食性包装膜可食性包装膜以淀粉、纤维素等为原料可降解包装袋可降解包装袋以聚交醋、聚乳酪、聚丙烯基等为原料延长保质期延长保质期将生物酶、纳米技术应用于包装材料的制造将抗生素、生物酶等通过制成片剂、涂层和用于除氧和防腐食品生物技术在产业发展中的应用和成果10食品生物技术学科的现食品生物技术在产业发展中的应用和成果11食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology产业中的应用与成果利用生物技术制备食品添加剂已经成为添加剂生产的主要方式利用生物技术制备食品添加剂已经成为添加剂生产的主要方式甜味剂中的木糖醇、甘露糖醇、阿拉伯糖醇、甜味多肽等；酸味剂中的L-苹果酸、L-琥珀酸等；氨基酸中各种必需氨基酸；增稠剂中的黄原胶、茁霉多糖、热凝性多糖等；风味剂中的多种核苷酸钠、琥珀酸钠、香茅醇、双乙酰等；芳香剂中的脂肪酸酯、异丁醇等；色素中的类胡萝卜素、红曲色素、虾青素、番茄红素等；维生素中的维生素C、维生素B12、核黄素、肉碱等；生物活性添加剂中的各种保键活菌、活性多肽等；防腐剂中的抗菌肽、防御素、乳酸链球菌素、纳他霉素等。新技术的应用新技术的应用微生物生态学技术微胶囊化和控释技术食品添加剂食品添加剂食品生物技术在产业发展中的应用和成果11食品生物技术学科的现食品生物技术在产业发展中的应用和成果12食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology产业中的应用与成果功能食品功能食品转基因技术生产低胆固醇、特种微量元素禽肉蛋，高黄酮、高胡萝卜素作物如高异黄酮大豆、高胡萝卜素稻米等；发酵工程技术生产各种功能性食品添加剂和功能因子如肉碱、EPA、DHA和核黄素等；酶工程技术开发生物活性肽等。食品疫苗食品疫苗利用基因工程技术开发新型食品疫苗：利用基因工程技术开发新型食品疫苗：1，转基因植物，疫苗存在于可食部分。2，转基因动物，疫苗主要存在于雌性动物的乳汁中。3，食品级基因工程微生物，疫苗存在于发酵产物中。食品生物技术在产业发展中的应用和成果12食品生物技术学科的现食品生物技术国内外研究进展比较13食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology全球食品生物技术产业发展现状全球食品生物技术产业发展现状全球食品生物技术产业产值约占生物产业总产值的15-20，国际市场上以生物工程为基础的食品工业产值已达2500亿美元左右，转基因食品市场份额最大，其销售额2010年将达到250亿美元，保健食品市场增长迅速已经成为全球性的朝阳产业。全球食品生物技术全球食品生物技术发展趋势发展趋势1，各国政府已经越来越认识到食品生物技术在解决未来粮食与食物安全、资源短缺、环境污染等问题中具有巨大的潜力和作用，并不断加大在此领域内的投入，以生物技术生产的营养食品、功能食品需求量不断增加；2，更加重视研究与开发新型食品配料和添加剂以及功能性健康食品的生物制造；3，注重运用现代生物技术来改造传统的食品产业，使其生产趋向于规范化和现代化；4，更加关注食品生物技术应用领域内的安全检测和保障体系建设。国内外研究进展比较 发展现状与趋势食品生物技术国内外研究进展比较13食品生物技术学科的现状与发食品生物技术国内外研究进展比较14食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology共同特点共同特点1，国内外食品生物技术与食品产业的发展关系越来越紧密并对产业发展日益显示其巨大的潜力；2，逐步形成了以基因工程为核心内容包括酶工程、发酵工程、细胞工程和蛋白质工程的食品生物技术，传统食品科学逐步衍生出食品生物技术这一重要分支，同时食品生物技术也借助了工程学和信息学等研究手段，被注入了高新技术的内涵属于边缘性交叉学科。不足之处不足之处我国食品生物技术科学研究和产业的发展仍存在不足，特别是基础理论研究与国外相比差距还比较大，技术方法自主创新能力不够，技术成果转化慢。国内外研究进展比较水平比较和战略需求与国际水平比较与国际水平比较总体上，各国生物技术和产业发展水平差异显著，我国该学科的研究开发水平已进入发展中国家领先行列，而且一些技术处于国际领先水平。食品生物技术国内外研究进展比较14食品生物技术学科的现状与发食品生物技术国内外研究进展比较15食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology国家中长期科学和技术发展规划纲要（国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-20202006-2020）中将生物技术作为未来重点发展的前沿技术之一；）中将生物技术作为未来重点发展的前沿技术之一；20062006年年20162016年全国食品行业科技发展纲要在食品行业科技发展方向中指出，进一步拓展各种生物年全国食品行业科技发展纲要在食品行业科技发展方向中指出，进一步拓展各种生物技术在食品工业各环节的深入研究和广泛采用，促进食品生物技术产业快速发展，把推进高新技术产业技术在食品工业各环节的深入研究和广泛采用，促进食品生物技术产业快速发展，把推进高新技术产业化作为调整食品工业经济结构，转变经济增长方式的重点。化作为调整食品工业经济结构，转变经济增长方式的重点。发展需要发展需要1，加强基础理论和共性关键技术的研究，为技术创新提供基础和保障；2，加强对食品生物技术知识产权的保护，加快科技成果的转化，尽快形成以优势产品为核心的龙头企业或企业集团，从而获得参与国际市场竞争的实力；3，加快人才队伍建设，特别是多学科交叉复合型人才的培养；4，促进产学研的紧密结合，积极鼓励和支持企业与科研单位或高等院校形成利益共享、风险共担的产学研合作团队，推动企业技术研发能力的提高；5，加强食品生物技术产业领域的国际科技合作，借鉴和吸收发达国家的先进技术和成功经验。国内外研究进展比较水平比较和战略需求战略需求战略需求食品生物技术的发展对加快我国食品产业结构调整，提高人们健康水平，改善人与自然关系等具有重要的战略意义和现实意义。食品生物技术国内外研究进展比较15食品生物技术学科的现状与发食品生物技术学科发展趋势及展望16食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology未来发展趋势及展望发展趋势及展望发展趋势及展望作为一项极富潜力和发展空间的新兴技术，生物技术在作为一项极富潜力和发展空间的新兴技术，生物技术在未来未来食品工业中食品工业中将得到长足性发展。将得到长足性发展。1，大力开发食品添加剂新品种。一是开发用生物法代替化学合成的食品添加剂；二是要大力开发功能性食品添加剂。2，传统发酵食品产业的现代化改造。3，食品生物技术将会在高产菌株和耐特殊环境微生物的选育，高活性新酶品种的开发以及酶的固定化和细胞工业化应用，功能性食品添加剂和配料的研制，生物传感器、生物芯片等食品安全快速检测方法的应用等热点领域取得新的突破，并带动食品工业发生革命性的变革。食品生物技术学科发展趋势及展望16食品生物技术学科的现状与发食品生物技术国内外研究进展比较17食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology1，微生物酶是酶工程研究的主要酶源；2，以基因工程和蛋白质工程改造并设计酶是革命性的导向；3，酶法转化、折分合成手性药物及精细化合物等将成为酶工程研究的热点；4，构建新酶-抗体酶、核酶及人工合成酶是一个前沿生长点。未来发展趋势及展望酶工程技术的发展酶工程技术的发展1，改造传统的食品发酵工艺，包括用微生物发酵替代化学合成及用现代发酵工程改造传统发酵食品。2，优化发酵产业，包括发酵技术不断改进和完善、新型发酵设备的研制，进一步加快中、下游工程的深入研究。3，加速开发发酵新产品，特别是单细胞蛋白对解决世界蛋白质资源不足问题方面将发挥重要作用；真菌多糖能明显提高人体免疫力，且大部分还具有抗肿瘤和抗衰老功效；微生物发酵生产的新型强力甜味剂甜度高、热量低，能够满足肥胖症、肝肾病以及糖尿病人的低糖食品要求。发酵工程技术的发展发酵工程技术的发展食品生物技术国内外研究进展比较17食品生物技术学科的现状与发食品生物技术国内外研究进展比较18食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology1，确立功能性蛋白质或肽中特殊的氨基酸组成与优良的特性的关系，改善并维持其安全性与营养价值的方法，是今后研发的一项重要目标；2，着眼于多肽结构与其功能的关系，建立完善的构效关系体系也是功能性蛋白质或肽研究的一个关键方向；3，用食物蛋白来生产活性肽具有广阔的发展前景。未来发展趋势及展望功能性蛋白质、肽的发展功能性蛋白质、肽的发展1，加强对基因组学、蛋白质组学、转录组学及代谢组学的研究，从总体上研究一个整体生物的全体生物分子的特征，进行集中系统的研究。2，继续加大对农业、生物技术等基础性研究和转基因食品产业的投入力度，鼓励和扶持相关科研院所的发展，积极引导企业对此领域研究的投资，加强国内外技术交流和合作。3，建立健全转基因安全评价体系，对转基因食品安全性应做好正确的舆论导向，使人们以科学的态度认识转基因食品的安全性问题，积极引导我国转基因食品工业快速健康发展。基因工程的发展基因工程的发展食品生物技术国内外研究进展比较18食品生物技术学科的现状与发感谢您的关注！食品生物技术学科的现状与发展Report on food biotechnology感谢您的关注！食品生物技术学科的现状与发展