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生物技術(shù)的研究范文第1篇

[關(guān)鍵詞] 蛋白質(zhì)化學(xué)；生物技術(shù)；研究；分析

[中圖分類號] R34[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1674-4721（2011）04（a）-024－01

本文就蛋白質(zhì)化學(xué)以及生物技術(shù)做一綜述，現(xiàn)分析如下：

1 蛋白質(zhì)化學(xué)生物技術(shù)研究

蛋白質(zhì)生物技術(shù)的主要任務(wù)之一就是要通過變化的蛋白質(zhì)表達(dá)量，來尋找疾病潛在的診斷標(biāo)志物。另一方面，蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)的執(zhí)行者，許多生物學(xué)過程、蛋白質(zhì)降解、細(xì)胞之間的識別，都是依據(jù)蛋白質(zhì)傳遞的信息來完成的[1]。

1.1 對蛋白質(zhì)的化學(xué)標(biāo)簽

標(biāo)簽就是要將能夠區(qū)分的元素差異的物質(zhì)引入到差異樣本中去，利用質(zhì)譜分析得到的信息，將相對量的差異區(qū)分顯示出來。化學(xué)標(biāo)簽的主要作用就是：便于目標(biāo)蛋白的定位、追蹤、純化以及結(jié)構(gòu)和相互作用研究[2-3]。

1.1.1 體內(nèi)的標(biāo)記體內(nèi)的標(biāo)記，也可以稱為是代謝的標(biāo)記。就是利用含有穩(wěn)定的同位素，飼料對動物進(jìn)行喂養(yǎng)和培養(yǎng)，將標(biāo)簽成功的引入。15N和13C是比較常用的穩(wěn)定的同位素[4-5]。

1.1.2 氨基酸標(biāo)記氨基酸的標(biāo)記就是將氨基酸碳原子和氫原子替換成為穩(wěn)定的元素，然后再將這樣穩(wěn)定的氨基酸加入到某種培養(yǎng)基中，這樣細(xì)胞就會將氨基酸加入到蛋白質(zhì)中引入的標(biāo)記[6-8]。

1.1.3 體外的標(biāo)記體外的標(biāo)記主要分為酶解前、酶解時和酶解后三個標(biāo)記。酶解前標(biāo)記是將含有差異試劑標(biāo)記在蛋白質(zhì)的某個部位上，采用ICAT的技術(shù)，進(jìn)行等量的混合后酶解，最后通過鏈親和素的柱子富集這些標(biāo)記的肽段，利用質(zhì)譜分析差異。酶解時標(biāo)記，就是在內(nèi)切酶作用下，蛋白質(zhì)發(fā)生酶解。酶解后標(biāo)記，有些標(biāo)記試劑適用于在蛋白質(zhì)酶解成肽段后標(biāo)記，酶解后標(biāo)記就是指蛋白質(zhì)在酶解后對形成的肽段進(jìn)行標(biāo)記，這樣酶解后標(biāo)記就派上了用場[9]。

1.2 化學(xué)標(biāo)記的優(yōu)缺點和應(yīng)用問題

定量標(biāo)記主要就是分體內(nèi)標(biāo)記和體外標(biāo)記，對于體外標(biāo)記技術(shù)分析的范圍比較廣，外標(biāo)記技術(shù)適合于各種條件的標(biāo)記，無論是從組織、體液到細(xì)胞樣品均可以。而對于體內(nèi)標(biāo)記而言，無法實現(xiàn)完全標(biāo)記，主要就是取決于蛋白質(zhì)的代謝問題。化學(xué)標(biāo)記來分析蛋白質(zhì)是比較有發(fā)展前景的學(xué)科，許多的疾病與蛋白質(zhì)也有一定的聯(lián)系。最近，結(jié)合穩(wěn)定同位素標(biāo)記和差異技術(shù)分析了磷酸化蛋白,一共分析出了8 000多個磷酸化的位點[10-11]。

化學(xué)標(biāo)記的不足：是在理論上，可能使融合蛋白不穩(wěn)定，改變或使融合蛋白的功能喪失。在實驗中表明，當(dāng)應(yīng)用較大的親和純化標(biāo)記，常會發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的融合蛋白產(chǎn)物的功能鈍化。一個表位附加標(biāo)記對融合蛋白質(zhì)的行為影響是多變的，且依賴于該蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。

2 各個國家對蛋白質(zhì)化學(xué)和生物技術(shù)的研究

德國美因茲大學(xué)的哈密特?斯托科教授的報告介紹了傳統(tǒng)的著名醫(yī)學(xué)植物蘿芙木堿利血平最近幾年提供的有關(guān)單貼吲哚生物堿的生物合成的詳細(xì)內(nèi)容。日本神戶學(xué)院大學(xué)的岡田芳男教授也做了關(guān)于含有2，6-二甲基-L-酪氨酸和 Pyrazinone的阿片類似物的設(shè)計和報告。日本東京大學(xué)的野水本雄教授的報告是關(guān)于細(xì)胞黏附性多肽一殼聚糖基質(zhì)：這一種新型多功能生物材料，組織工程要求移植到組織的細(xì)胞，需要修復(fù)和再生[12]。

3 結(jié)語

蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。因此，它是與生命及與各種形式的生命活動緊密聯(lián)系在一起的物質(zhì)。機體中的每一個細(xì)胞和所有重要組成部分都有蛋白質(zhì)參與。最近幾年各國的管理人員更加重視對蛋白質(zhì)的研究和探索。

[參考文獻(xiàn)]

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生物技術(shù)的研究范文第2篇

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；環(huán)保工程；應(yīng)用研究

一、現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境保護(hù)

現(xiàn)代生物技術(shù)是以DNA分子技術(shù)為基礎(chǔ)，包括微生物工程，細(xì)胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技術(shù)的總稱。現(xiàn)代生物技術(shù)不僅在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用，而且也隨著日益突出的環(huán)境問題在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測等方面發(fā)揮著重要的作用。自20世紀(jì)80年代以來生物技術(shù)作為一種高新技術(shù)，已普遍受到世界各國和民間研究機構(gòu)的高度重視，發(fā)展十分迅猛。因此，在世界各國均重視高技術(shù)發(fā)展的當(dāng)代，生物技術(shù)最被人們看好，被列為優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域，已成為21世紀(jì)最重要的技術(shù)支柱之一。

利用生物技術(shù)治理環(huán)境污染和遏制生態(tài)惡化趨勢，促進(jìn)自然資源的可持續(xù)利用，是一條十分有效的途徑。與化學(xué)、物理等其他技術(shù)比較，環(huán)境生物技術(shù)具有效率高、成本低、反應(yīng)條件以及無二次污染等顯著優(yōu)點。其優(yōu)勢具體來說有以下兩點：

（一）生物技術(shù)利用發(fā)酵工程技術(shù)處理污染物質(zhì)，是降解破壞污染物的分子結(jié)構(gòu)，降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物，最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大都是無毒無害的穩(wěn)定物質(zhì)，如二氧化碳、水、氮氣和甲烷等，它是最安全和最徹底消除污染的方法，同時是有機廢物資源化的首選技術(shù)，能“變廢為寶”。

（二）生物技術(shù)是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的生物化學(xué)過程，而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質(zhì)，其反應(yīng)過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進(jìn)行的，與常常需要高溫高壓的化工過程比較，反應(yīng)條件大大簡化，能大大降低環(huán)境友好生物材料和生物能源的生產(chǎn)成本，使其部分或完全取代化學(xué)材料和化學(xué)能源。

二、生物技術(shù)在環(huán)保工程中的應(yīng)用

（一）工業(yè)和生活廢水的整治

水是人類的生命之源，一直以來都是人類無法替代的寶貴自然資源，然而由于生產(chǎn)和生活污水的污染，使得人類賴以生存的水源都出現(xiàn)了不同程度的污染，這個問題迫在眉睫，因為如果缺少了干凈的水資源，人類將無法從事正常的生活和生產(chǎn)活動，更嚴(yán)重的會影響到人類的生存。對污水的治理問題一直都是環(huán)境保護(hù)的重點問題，然而其他物理置換或者多層過濾等方法，無法徹底清除污水中的有害物質(zhì)，還容易造成水體的二次污染，隨著清潔的水資源越來越少，環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域向生物工程技術(shù)投入了研究，并獲得了良好的效果，通過使用生物工程的相關(guān)技術(shù)，利用生物制劑將污水中的污染物分解代謝成為對人體和自然環(huán)境沒有威脅的清潔水，可以在不引入二次污染的同時達(dá)到較好的凈水效果。廢水問題是困擾現(xiàn)在人們的重點問題，如果有效處理廢水呢？利用現(xiàn)代生物技術(shù)可以達(dá)到有效成果。根據(jù)現(xiàn)代化城市對污水排放要求的提高，生物工程領(lǐng)域也發(fā)展了新型技術(shù)已達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并推動污水處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（二）固體廢物處理中生物技術(shù)的應(yīng)用

生物技術(shù)一般用來處理有機的固體廢棄物，通常有兩種方法，好氧堆肥法和厭氧發(fā)酵法。

好氧堆肥法就是在有氧的自然環(huán)境中利用廣泛存在的微生物的調(diào)控和控制來降解有機物，將有機物腐殖質(zhì)，不僅很好的處理了固體廢棄物，還可以堆腐成肥。人工按一定的比例將有機物料和填充料混合，在特定的條件下堆腐，通過微生物的降解作用使有機固體廢棄物減量。厭氧發(fā)酵法同樣是利用微生物的作用，不同的是應(yīng)該在缺氧的條件下進(jìn)行，從而將有機固體廢棄物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、甲烷等氣體，不僅不會對環(huán)境造成污染，產(chǎn)生的甲烷還可以充分利用，實現(xiàn)了能源回收，從而提高了生物能源的利用效率。

（三）污染土壤的生物修復(fù)

土壤的污染是近幾年來被重點關(guān)注的一種污染形式，因為我們所食用的糧食和蔬菜都來源于土壤，我們的生活更是片刻都不能離開土壤，因此必須要解決土壤污染的問題。相關(guān)的研究數(shù)據(jù)表明重金屬是造成土壤污染最重要的污染因子，對于土壤中重金屬的處理一直以來都是一個難題，當(dāng)前主要采用微生物的修復(fù)技術(shù)。土壤修復(fù)技術(shù)的原理是利用生物本身吸收和代謝的生命體活動去改變重金屬的化學(xué)形態(tài)，使其化學(xué)特性固定，從而降低其在土壤中的移動性，最終達(dá)到對受污染土壤中重金屬的凈化和消減。通過上述生物技術(shù)處理過的土壤，不僅能夠大大降低或者清除重金屬的污染，還能在一定程度上提高土壤中有機質(zhì)的含量，通過微生物活動改善土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)，防止水土流失。

（四）廢氣處理中生物技術(shù)的應(yīng)用

廢氣處理中的生物技術(shù)包括生物膜法和生物過濾法，生物膜法處理廢氣和生物膜法處理污水的原理接近，利用微生物附著的多孔性介質(zhì)將廢水中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡單地?zé)o機物，最終降解為水、二氧化碳和中性鹽等無害的物質(zhì)。此外，生物膜還具有較強的除臭效果，通過氣液擴散、液固擴散以及生物的氧化過程等將氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，同時將有異味的氣體慢慢氧化，從而達(dá)到除臭效果。

生物過濾法是利用長滿微生物的固體載體將收集到的氣體吸收，然后利用填料上的微生物將吸收的氣體分解，從而完成廢氣的除臭過程。附著在固體載體上的微生物還具有轉(zhuǎn)化物質(zhì)的作用，微生物生長需要足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，所以固體載體還具有較高的有機成分。在選擇載體填料的時候應(yīng)該選擇微生物種類豐富、比表面積較大并且吸水性好的載體，同時要求自身沒有異味，結(jié)構(gòu)均勻具有較好的吸附性。常用的填料有干樹皮、干草、塑料盒半軟性塑料。

三、結(jié)語

隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為我國的一個重點工作。在環(huán)保工程中運用生物技術(shù)可以有效改善環(huán)保工作的效果，提高環(huán)保工程的治理水平和治理能力，從而為人們提供一個舒適、健康的環(huán)境，實現(xiàn)我國的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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生物技術(shù)的研究范文第3篇

1 生物技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的發(fā)展現(xiàn)狀

我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)起步晚，與發(fā)達(dá)國家有一定差距。在國家政策的扶持下，尤其是在國家“863”計劃，“973”計劃和“國家轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專項”的直接支持下，已取得了很大的成績。目前，我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)在一些領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入了國際先進(jìn)行列，例如我國是世界上繼美國之后，第2個擁有自主研制抗蟲棉技術(shù)的國家；我國轉(zhuǎn)基因水稻的研制處于世界先進(jìn)水平。現(xiàn)如今我國涉及農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的各類研究機構(gòu)已超過200家，初步形成了從基礎(chǔ)研究，應(yīng)用技術(shù)研究到產(chǎn)品開發(fā)相互銜接，相互促進(jìn)的創(chuàng)新體系。

2 生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的實踐應(yīng)用

生物技術(shù)之所以能夠?qū)鹘y(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生沖擊，是因為它在改變物種性狀、增加抗病害能力、提高單產(chǎn)、改善品質(zhì)等諸多方面做出了巨大的貢獻(xiàn)。

2.1 提高作物的抗性

自然界強光、干旱、低溫等不利環(huán)境因素對作物影響極大，其引起的不良結(jié)果之一就是氧離子基團(tuán)的產(chǎn)生，因此若能提高作物對氧離子基團(tuán)的耐受能力，就能大大提高其抵抗外界不良環(huán)境的能力。例如，通過基因工程技術(shù)，將超氧化物歧化酶基因轉(zhuǎn)入到作物基因組中，使其表達(dá)超氧化物歧化酶蛋白，以抵抗氧離子基團(tuán)的毒害，這種技術(shù)在煙草上已經(jīng)獲得了應(yīng)用[1]；另外利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出的抗寒、抗旱、抗鹽堿等作物也獲得了喜人的效果[2]。

2.2 增強作物的抗病、蟲害能力

蟲害是導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)的重要原因之一，全世界每年因此損失達(dá)數(shù)千億美元[3]。如今利用基因工程手段把抗蟲害基因轉(zhuǎn)入到農(nóng)作物中，使培育出的新品種具有抗蟲害功能。目前，抗蟲害的基因主要有兩類，一是具有殺蟲活性的原毒素基因，另一類是編碼蛋白酶抑制劑的基因[4]。

抗病毒最有效的方法是將弱毒株病毒外殼蛋白基因轉(zhuǎn)入到作物基因組中，使其表達(dá)病毒外殼蛋白，這些蛋白的積累能夠抑制病毒，這樣就有效的保護(hù)了農(nóng)作物。例如，美國科學(xué)家將煙草花葉病毒的外殼蛋白基因轉(zhuǎn)入到煙草及番茄中，并用于大田生產(chǎn)實踐中，其防病率高達(dá)90%[5]。

2.3 增加作物新的性狀

雜草是導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)的重要因素之一，而除草劑在除草的同時也會把農(nóng)作物殺死，利用基因工程技術(shù)可以解決這個問題。例如，將抗草甘膦的基因轉(zhuǎn)入到植物中，使植物獲得對草甘膦的抗性，在大田中使用草甘膦除草劑時就能有選擇將雜草殺死而不影響農(nóng)作物的生長，從而大大減少勞動力，提高糧食產(chǎn)量。目前已經(jīng)獲得抗草甘膦的轉(zhuǎn)基因植物有煙草、大豆、番茄、馬鈴薯、棉花等[6]。

2.4 改進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)

將一些用傳統(tǒng)育種方式無法培育出的性狀通過基因工程手段引入作物，使作物提高營養(yǎng)價值，并達(dá)到改善產(chǎn)品品質(zhì)的目的。近些年來進(jìn)行的作物品質(zhì)改良主要集中在種子貯藏蛋白、淀粉、油脂等成分的含量和組成上。比如，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可使甜味蛋白在馬鈴薯種成功表達(dá)；可使大豆、油菜、向日葵等植物含有較高水平的不飽和脂肪酸[7]。

3 生物技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中的展望

我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景是美好的。首先，在國際上發(fā)展生物技術(shù)的熱度始終不減，仍在你追我趕，激烈競爭。這是由于生物技術(shù)多方面的應(yīng)用價值決定的，而這種應(yīng)用價值難以很快被其它技術(shù)所替代，據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織2011年統(tǒng)計，中國的轉(zhuǎn)基因作物種植面積已經(jīng)位居全球第六。其次，我國政府非常重視生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。我國政府已對農(nóng)業(yè)生物技術(shù)投入大量資金，此外還在生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域建立起眾多國家重點實驗室，吸引了一大批高水平的科技人才從事范圍廣泛的農(nóng)業(yè)科學(xué)研究工作。

綜上所述，生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展和應(yīng)用前景。相信只要我們發(fā)揮優(yōu)勢，奮起直追，我們完全有能力攀登農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域高峰，為我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展作出大更大的貢獻(xiàn)。

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生物技術(shù)的研究范文第4篇

【關(guān)鍵詞】 食品；微生物；檢測技術(shù)；研究；進(jìn)展

doi：10.3969/j.issn.1004-7484（s）.2013.11.842 文章編號：1004-7484（2013）-11-6815-02

食品在生產(chǎn)加工、儲備保存、運輸銷售等過程中，容易產(chǎn)生大量的微生物，導(dǎo)致食品變質(zhì)，并引發(fā)食源性中毒或者感染，尤其是在環(huán)境污染不斷加重情況下，微生物繁殖速度不斷加快，食品安全問題越來越嚴(yán)重了。隨著微生物檢測技術(shù)在食品微生物檢測中的推廣和應(yīng)用，簡化了食品檢測程序，縮短檢測時間，提高檢測質(zhì)量，為食品衛(wèi)生安全提供了重要的技術(shù)保障。

1 食品微生物檢測技術(shù)

1.1 遺傳學(xué)檢測技術(shù)

1.1.1 PCR檢測技術(shù) PCR檢測技術(shù)，即聚合酶鏈反應(yīng)，是一種體外擴增DNA的檢測方法，能夠在短時間內(nèi)，讓某個微量DN斷特異性快速擴增，最多可超過百萬倍。PCR檢測技術(shù)，把模板DNA、Taq酶、鎂離子、引物等物質(zhì)進(jìn)行有效的混合，并放入到PCR微型管內(nèi)，在PCR編程調(diào)控儀作用下完成檢測，其具有操作簡便、檢測迅速、特異性高等應(yīng)用優(yōu)勢，可通過擴增DNA，以判斷是否存在某類微生物[1]。同時PCR檢測技術(shù)能夠?qū)ε囵B(yǎng)難度較大微生物進(jìn)行檢測，使得微生物檢測效率大大增加。現(xiàn)階段，PCR檢測技術(shù)在大腸埃希氏菌、李斯特菌及沙門氏菌等檢測中已得到成功應(yīng)用，但是在假陽性、陰性、定量檢測上還存在不足。

1.1.2 基因芯片檢測技術(shù) 基因芯片檢測技術(shù)主要通過纖維打印或者原位合成的形式進(jìn)行檢測，能夠?qū)?shù)萬個DNA探針置于支持物體表層，并獲取相應(yīng)的DNA探針序列，再和標(biāo)記樣品雜交，以雜交信號對樣品進(jìn)行快速的檢測和判斷。在食品致病菌檢測中，基因芯片檢測技術(shù)能夠通過并行或者通量形式進(jìn)行檢測，僅一次實驗，即可獲取完成檢測數(shù)據(jù)，操作簡便、速度較快，可在短時間內(nèi)獲取檢測結(jié)果，而且其特異性較強、靈敏性較高。但是檢測設(shè)備、材料昂貴，檢測操作要求高。

1.2 免疫學(xué)檢測技術(shù)

1.2.1 ELISA檢測技術(shù) ELISA檢測技術(shù)，即酶聯(lián)免疫吸附，又可稱為熒光酶標(biāo)免疫檢測技術(shù)，其主要將抗體吸附或者抗原吸附到固相載體中，并在固相載體上對免疫酶進(jìn)行染色，當(dāng)?shù)孜镲@色之后，通過定量或者定性形式，對有色產(chǎn)物量進(jìn)行分析，可明確樣品待檢測物的含量[2]。ELISA檢測技術(shù)集合了放射免疫與免疫熒光兩種檢測技術(shù)的優(yōu)點，具有操作簡便、靈敏性高、適用范圍廣、檢測迅速、成本低等應(yīng)用優(yōu)勢，能夠同時對數(shù)千份樣品進(jìn)行檢測和分析。隨著ELISA檢測技術(shù)不斷發(fā)展和優(yōu)化，其在食品衛(wèi)生安全中得到廣泛應(yīng)用，能夠?qū)瘘S色葡萄球菌、大腸埃希氏菌及沙門氏菌等進(jìn)行有效檢測。

1.2.2 MS檢測技術(shù) MS檢測技術(shù)，即免疫磁性微球檢測。由于很多食品樣品多以固液混合形式存在，常規(guī)檢測方法無法分離出食品中部分微生物，必須在免疫磁性微球分離作用下，才能快速將微生物分離出來。免疫磁性微球分離檢測技術(shù)主要是將特異性較強抗體偶聯(lián)于免疫磁性顆粒的表層，與實驗樣板被檢測微生物特異性進(jìn)行有效結(jié)合，載有微生物免疫磁性顆粒能夠在外部磁場反應(yīng)條件下，慢慢聚集到磁極方向，將檢測樣板混合液去除，不僅能夠達(dá)到分離微生物作用，同時掌握微生物的密集程度。免疫磁性微球檢測分離技術(shù)能夠在大量混雜致病菌中，選擇性將被檢測微生物分離出來，使得微生物分離效果大大提高，檢測時間也有所縮短，在食品衛(wèi)生安全檢測中具有良好的應(yīng)用效果。

1.3 培養(yǎng)學(xué)檢測技術(shù)

1.3.1 干片檢測技術(shù) 干片檢測技術(shù)，即快速檢測試片，主要是將膠片、紙片或者紙膜作為微生物培養(yǎng)基的載體，把特定顯色物質(zhì)、培養(yǎng)基放置到載體上，通過對微生物生長特性或者顯色反應(yīng)，以對食品中存在致病微生物進(jìn)行測定[3]。Forg研究者，采用快速紙片檢測方法，對大腸菌群進(jìn)行快速檢測，將原有檢測時間從72小時縮短至15小時，檢測程序得到簡化，檢測成本也大大降低，對高分子、微生物及化學(xué)等集于一體檢測技術(shù)研究和發(fā)展起到有效的促進(jìn)作用。近幾年來，Petrifilm研究者，以濾紙作為載體檢測試片在食品微生物檢測中得到廣泛應(yīng)用，能夠?qū)φ婢⒋竽c菌群及大腸桿菌等微生物進(jìn)行有效檢測[4]。

1.3.2 全自動化檢測技術(shù) 全自動化檢測技術(shù)主要是在電阻抗原基礎(chǔ)上，對微生物進(jìn)行有效的檢測及計數(shù)的一個系統(tǒng)。在培養(yǎng)微生物過程中，能夠把培養(yǎng)基內(nèi)大分子（如碳酸化合物或蛋白質(zhì)等）電惰性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成為小分子（乳酸或氨基酸等）活性物質(zhì)，以降低培養(yǎng)微生物阻抗，使培養(yǎng)基內(nèi)電導(dǎo)性發(fā)生變化，并通過定量形式獲取微生物量[5]。全自動化檢測技術(shù)，能夠依據(jù)不同檢測需求，選擇不同培養(yǎng)基，以對樣品致病菌落總數(shù)進(jìn)行有效檢測，如酵母菌、乳酸菌及大腸菌群等，檢測時間不超過24小時，樣品勻液無需稀釋，且食品受到微生物污染程度越高，檢測速度越快[6]。

1.3.3 ATP檢測技術(shù) ATP檢測技術(shù)在活性生物檢測中得到廣泛應(yīng)用，當(dāng)生物死亡之后，ATP將在兩個小時內(nèi)被分解[7]。所以，通過對樣品ATP濃度進(jìn)行測定，即可獲取活性菌群數(shù)量。熒光素酶能夠在ATP輔助下對D-熒光素產(chǎn)生氧化反應(yīng)，并形成熒光，熒光強度和ATP濃度在特定范圍內(nèi)，能夠形成一定的線性關(guān)系，然后使用發(fā)光光度計情況下，能夠?qū)Ρ粶y液體ATP量進(jìn)行檢測，若活性生物ATP量較為穩(wěn)定，熒光定量能夠清楚呈現(xiàn)出系統(tǒng)代謝活性細(xì)胞情況。熒光反應(yīng)檢測技術(shù)在HACCP關(guān)鍵控制點管理中具有重要作用，大大提高了控制點的檢測速度和效率，而且便攜式熒光光度計在現(xiàn)場檢測中較為適用，不僅能夠極微量致病微生物水平進(jìn)行檢測，同時可以對食品生產(chǎn)加工條件進(jìn)行有效評估，對食品衛(wèi)生安全監(jiān)測具有重要意義。

1.4 傳感器檢測技術(shù)

1.4.1 光學(xué)檢測傳感器 光學(xué)檢測傳感器主要是將被檢測細(xì)胞放置在傳感器的表層，在厚度變化、光折射情況下，能夠?qū)ξ⑸镂⑿∽兓M(jìn)行測定[8]。現(xiàn)階段，光纖波導(dǎo)、共振鏡、及干擾儀等光學(xué)檢測傳感器在食品致病微生物檢測中已經(jīng)得到成功應(yīng)用。Watts等研究者，利用共振鏡對食品中的金黃色葡萄球菌進(jìn)行檢測，測定限能夠達(dá)到8×106cells/ml，檢測時間僅需5分鐘。Schneider等研究者，利用全內(nèi)反射測量方法，對沙門氏菌進(jìn)行檢測，檢測靈敏性能夠達(dá)到5×108cfu/ml，檢測時間較短，為5分鐘。大量研究表明，光學(xué)檢測傳感器具有操作簡便、檢測速度快、檢測時間段、成本低等優(yōu)點，但是只能對存在熒光素微生物進(jìn)行檢測，靈敏性有待提高。

1.4.2 壓電免疫檢測傳感器 壓電免疫檢測傳感器主要是在金或者銀晶體的電極表層上設(shè)置一層固定抗原或者抗體活性物，當(dāng)液相在免疫反應(yīng)作用下，固定抗原或者抗體分子能夠樣品存在抗體或抗原進(jìn)行識別，然后與特異性進(jìn)行有效結(jié)合，可產(chǎn)生免疫混合物，在電極表明上沉積，使得電極表層負(fù)載發(fā)生變化[9]。在免疫反應(yīng)過程可作為被檢測晶體的振動頻率變化量，通過變化量可獲取被測樣品含量。Koenig等研究者，利用免疫檢測傳感器對沙門氏菌進(jìn)行檢測，獲取線性范圍的達(dá)到了106至108cell/ml，檢測時間共需45分鐘。近年來，免疫檢測傳感器在活性生物檢測中發(fā)揮著越來越重要的作用，并成為了食品微生物檢測研究重點。

1.4.3 生物發(fā)光檢測傳感器 通過對熒光素酶轉(zhuǎn)入噬菌體進(jìn)行深入研究，生物發(fā)光檢測傳感器在微生物檢測中得到廣泛應(yīng)用。Folley-Thomas等研究者，利用TM4抗菌素對結(jié)核桿菌進(jìn)行檢測，檢測靈敏性達(dá)到104cells/ml，檢測時間為兩個小時。Blasco等研究者，通過構(gòu)建靈敏性高生物傳感檢測系統(tǒng)，能夠?qū)Υ竽c桿菌、沙門氏菌等微生物進(jìn)行檢測，在整個檢測反應(yīng)中，噬菌體能夠?qū)⑽⑸锼拗鬟M(jìn)行分解，并通過生物發(fā)光傳感器，對檢測樣品釋放產(chǎn)生細(xì)胞容物內(nèi)ATP進(jìn)行測定，并依據(jù)菌體數(shù)量和ATP間形成的先行關(guān)系，可獲取微生物總數(shù)。生物發(fā)光檢測傳感器具有良好的特異性，能夠?qū)钚晕⑸锖退劳鑫⑸镞M(jìn)行鑒別，但是檢測時間性相對較長，靈敏性相對較低[10]。

2 結(jié) 語

現(xiàn)階段，食品微生物檢測技術(shù)得到有效提高，并向著檢測程序簡便、檢測精確度高、檢測效率高、自動化檢測等方向發(fā)展，為食品安全檢測和管理提供重要技術(shù)支持。食品微生物檢測方法較多，各有各的優(yōu)勢，檢測人員應(yīng)該依據(jù)食品微生物檢測項目標(biāo)準(zhǔn)和要求選擇適宜檢測技術(shù)，或者將各種檢測技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，以提高食品微生物檢測精確度，以保證食品衛(wèi)生安全管理有效性。

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生物技術(shù)的研究范文第5篇

關(guān)鍵詞:生物技術(shù);基因工程;細(xì)胞工程

現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，成就非凡，推動著科學(xué)的進(jìn)步，促進(jìn)著經(jīng)濟的發(fā)展，改變著人類的生活與思維，影響著人類社會的發(fā)展進(jìn)程。現(xiàn)代生物技術(shù)的成果越來越廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、能源、化工、輕工和環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域。生物技術(shù)是21世紀(jì)高新技術(shù)革命的核心內(nèi)容，具有巨大的經(jīng)濟效益及潛在的生產(chǎn)力。專家預(yù)測，到2010～2020年，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)將逐步成為世界經(jīng)濟體系的支柱產(chǎn)業(yè)之一。生物技術(shù)是以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物機體、生物系統(tǒng)創(chuàng)造新物種，并與工程原理相結(jié)合加工生產(chǎn)生物制品的綜合性科學(xué)技術(shù)。現(xiàn)代生物技術(shù)則包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程等領(lǐng)域。在我國的食品工業(yè)中，生物技術(shù)工業(yè)化產(chǎn)品占有相當(dāng)大的比重;近年，酒類和新型發(fā)酵產(chǎn)品以及釀造產(chǎn)品的產(chǎn)值占食品工業(yè)總產(chǎn)值的17%。現(xiàn)代生物技術(shù)在食品發(fā)酵領(lǐng)域中有廣闊市場和發(fā)展前景，本文主要闡述現(xiàn)代生物技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用。

一、基因工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用

基因工程技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心內(nèi)容，采用類似工程設(shè)計的方法，按照人類的特殊需要將具有遺傳性的目的基因在離體條件下進(jìn)行剪切、組合、拼接，再將人工重組的基因通過載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，進(jìn)行無性繁殖，并使目的基因在受體細(xì)胞中高速表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)品或組建成新的生物類型。

發(fā)酵工業(yè)的關(guān)鍵是優(yōu)良菌株的獲取，除選用常用的誘變、雜交和原生質(zhì)體融合等傳統(tǒng)方法外，還可與基因工程結(jié)合，進(jìn)行改造生產(chǎn)菌種。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。將優(yōu)良酶基因轉(zhuǎn)入面包酵母菌中后，其含有的麥芽糖透性酶及麥芽糖的含量比普通面包酵母顯著提高，面包加工中產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w量提高，應(yīng)用改良后的酵母菌種可生產(chǎn)出膨潤松軟的面包。

(二)改良釀酒酵母菌的性能

利用基因工程技術(shù)培育出新的釀酒酵母菌株，用以改進(jìn)傳統(tǒng)的釀酒工藝，并使之多樣化。采用基因工程技術(shù)將大麥中的淀粉酶基因轉(zhuǎn)入啤酒酵母中后，即可直接利用淀粉發(fā)酵，使生產(chǎn)流程縮短，工序簡化，革新啤酒生產(chǎn)工藝。目前，已成功地選育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜殺啤酒酵母菌株，提高生香物質(zhì)含量的啤酒酵母菌株。

(三) 改良乳酸菌發(fā)酵劑的性能

乳酸菌是一類能代謝產(chǎn)生乳酸，降低發(fā)酵產(chǎn)品pH值的一類微生物。乳酸菌基因表達(dá)系統(tǒng)分為組成型表達(dá)和受控表達(dá)兩種類型，其中受控表達(dá)系統(tǒng)包括糖誘導(dǎo)系統(tǒng)、Nisin誘導(dǎo)系統(tǒng)、pH 誘導(dǎo)系統(tǒng)和噬菌體衍生系統(tǒng)。相對于乳酸乳球菌和嗜熱鏈球菌而言，德氏乳桿菌的基因研究比較缺乏，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)粒pN42和PJBL2用于構(gòu)建德氏乳桿菌的克隆載體。有研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌基因突變有2種方法:第一種方法涉及(同源或異源的)可獨立復(fù)制的轉(zhuǎn)座子，第二種方法是依賴于克隆的基因組DNA 片斷和染色體上的同源部位的重組整合而獲得。通過基因工程得到的乳酸菌發(fā)酵劑具有優(yōu)良的發(fā)酵性能，產(chǎn)雙乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的穩(wěn)定形成能力、抗雜菌和病原菌的能力較強。

二、細(xì)胞工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用

細(xì)胞工程是生物工程主要組成之一，出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代末至80 年代初，是在細(xì)胞水平上改變細(xì)胞的遺傳特性或通過大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)以獲得人們所需物質(zhì)的技術(shù)過程。細(xì)胞工程主要有細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合及細(xì)胞代謝物的生產(chǎn)等。細(xì)胞融合是在外力(誘導(dǎo)劑或促融劑)作用下，使兩個或兩個以上的異源(種、屬間) 細(xì)胞或原生質(zhì)體相互接觸，從而發(fā)生膜融合、胞質(zhì)融合和核融合并形成雜種細(xì)胞的現(xiàn)象。細(xì)胞融合技術(shù)是一種改良微生物發(fā)酵菌種的有效方法，主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產(chǎn)物的產(chǎn)量、使菌種獲得新的性狀、合成新產(chǎn)物等。與基因工程技術(shù)結(jié)合，使對遺傳物質(zhì)進(jìn)一步修飾提供了多樣的可能性。例如日本味之素公司應(yīng)用細(xì)胞融合技術(shù)使產(chǎn)生氨基酸的短桿菌雜交，獲得比原產(chǎn)量高3倍的賴氨酸產(chǎn)生菌和蘇氨酸高產(chǎn)新菌株。釀酒酵母和糖化酵母的種間雜交，分離子后代中個別菌株具有糖化和發(fā)酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗所用該技術(shù)獲得了優(yōu)良的高性能謝利酵母來釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。目前，微生物細(xì)胞融合的對象已擴展到酵母、霉菌、細(xì)菌、放線菌等多種微生物的種間以至屬間，不斷培育出用于各種領(lǐng)域的新菌種。

三、酶工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用

酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有高效催化功能、高度專一性和高度受控性的一類特殊生物催化劑。酶工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的一個重要組成部分，酶工程又稱酶反應(yīng)技術(shù)，是在一定的生物反應(yīng)器內(nèi)，利用生物酶作為催化劑，使某些物質(zhì)定向轉(zhuǎn)化的工藝技術(shù)，包括酶的研制與生產(chǎn)，酶和細(xì)胞或細(xì)胞器的固定化技術(shù)，酶分子的修飾改造，以及生物傳感器等。酶工程技術(shù)在發(fā)酵生產(chǎn)中主要用于兩個方面，一是用酶技術(shù)處理發(fā)酵原料，有利于發(fā)酵過程的進(jìn)行。如啤酒釀制過程，主要原料麥芽的質(zhì)量欠佳或大麥、大米等輔助原料使用量較大時，會造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纖維素酶的活力不足，使糖化不充分、蛋白質(zhì)降解不足，從而減慢發(fā)酵速度，影響啤酒的風(fēng)味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制劑，可補充麥芽中酶活力不足的缺陷，提高麥汁的可發(fā)酵度和麥汁糖化的組分，縮短糖化時間，減少麥皮中色素、單寧等不良雜質(zhì)在糖化過程中浸出，從而降低麥汁色澤。二是用酶來處理發(fā)酵菌種的代謝產(chǎn)物，縮短發(fā)酵過程，促進(jìn)發(fā)酵風(fēng)味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風(fēng)味的主要因素，是判斷啤酒成熟的主要指標(biāo)。當(dāng)啤酒中雙乙酰的濃度超過閾值時，就會產(chǎn)生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羥基丁酸氧化脫羧而成的，一般在啤酒發(fā)酵后期還原雙乙酰需要約5～10d 的時間。崔進(jìn)梅等報道，發(fā)酵罐中加入α-乙酰乳酸脫羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮，可縮短發(fā)酵周期，減少雙乙酰含量。

四、小結(jié)

在食品發(fā)酵生產(chǎn)中應(yīng)用生物技術(shù)可以提高發(fā)酵劑的性能，縮短發(fā)酵周期，豐富發(fā)酵制品的種類。不僅提高了產(chǎn)品檔次和附加值，生產(chǎn)出符合不同消費者需要的保健制品，而且在有利于加速食品加工業(yè)的發(fā)展。隨著生化技術(shù)的日益發(fā)展，相信會開發(fā)出更多物美價廉的發(fā)酵制品，使生物加工技術(shù)在食品發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛。

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