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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EPA314

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