现代生物工程技术范文

导语：如何才能写好一篇现代生物工程技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】食品工程；基因工程；现代生物技术

随着社会的不断变革，人们的生活水平逐渐提高，对于食品安全提出了更高的要求。由此观之，对于我们中国人而言，食品安全是极其重要的。在食品工程中，我们会用到很多技术，其中，生物技术是最较常见的。举个例子，在食品工程中使用乳酸菌、酵母菌等。随着社会的不断进步，食品工程也开辟出新的发展路径，与此同时，与生物技术更加紧密地结合在一起。与传统的生物技术相比较，现代生物技术的效率更高，能够更加有效地促进食品工程取得新的突破，能够带动整个行业的进步。所以，在食品工程中积极开发现代技术的应用，能够帮助我们研发出更多新的产品，为食品工程创造出一片更加广阔的发展天地。

1.基因工程

最近这些年以来，基因工程取得了突飞猛进的发展，开拓出越来越广阔的发展空间。在生物学方面，基因工程应用非常广泛，同样，在食品工程方面，基因工程的应用范围也逐渐在扩大。尤其是近几年来，转基因技术得到了非常广泛的应用，由于转基因食品的出现，人们更加关注食品的安全问题。实际上，这仅仅是基因工程在食品生产方面的一个应用。除此之外，基因工程在动物性食品的开发过程中也发挥着不容小觑的作用。举个例子，2009年，我国第一次利用乳腺生物反应器生产的抗凝血酶蛋白纯品，这项工程不仅对环境的危害非常小，而且不会需要过多的人血，防止病毒扩散对人体造成损伤。除此之外，这项工程的成本相对比较低，与传统的技术相比，很多功能得到了非常大的改善。具体表现在以下两个方面：

1.1 优化食品工程资源及食品品质

在食品工程中应用现代生物技术逐渐成为一种新时代的潮流。基因工程可以使很多传统产品得到很大的改善，甚至可以利用生物技术研发出更多新的产品。与此同时，还可以增加农作物的产量。除此之外，我们可以利用反义RNA技术，让植物或者蔬菜的成熟成为可控因素，这样可以使蔬菜的保质期和储存期变得久一点。同样，这项技术也可以在畜产品身上得到淋漓尽致的发挥，以满足更多的消费者的需求。

1.2 改良食品工程菌种

利用微生物菌种进行食品生产在很多食品工程中都会应用到，像我们日常生活用到的酱油、酸奶等。产品的产量以及产品的质量在很大程度上取决于微生物菌种的质量 ，因此，我们通过研究基因工程，在菌种研究中应用我们的研究成果，这是改善食品质量的一条非常重要的捷径。比如，我们可以把A-乙酰乳酸脱羧酶的基因在啤酒酵母中进行复制，这样就可以使啤酒的风味得到改良；在啤酒的纯种发酵过程中，可以采取嗜杀酵母的措施提高啤酒的质量。再者说，在有氧条件下，乳酸杆菌的存活时间一其中蕴含的一种酶的活性正相关，而且，根据很多的研究资料显示，这种酶能够抗衰老、抗肿瘤，防止细胞发生凋亡，对某些基因进行克隆。这样，就可以使保健产品的质量进一步得到保障。

2.蛋白质工程

最近几年来，蛋白质工程也取得了突飞猛进的发展，这个工程主要针对于蛋白质的生产、合成等展开研究，与我们的食品工程有着紧密的联系。当前，这项工程主要运用在对纤维素酶的性质进行优化或者使凝乳酶的性质得到改善等方面。在自然界中，我们能够直接获取的酶种并不多，因此，市场上的这种酶非常稀少。但是，如果我们大力开发蛋白质工程，就可以使这个情况得到有效的缓解。

3.细胞工程

利用细胞工程，我们可以使植物的形状得到有效改善，也可以研制出更高效的酶制剂、添加剂等。所以，很多人都投身在这个研究之中。当前，细胞工程所涉足的领域主要是一些天然食品或者天然的添加剂，具有非常广泛的应用范围，而且，发展前景不可估量。因此，我们要着力开发这项技术，让这项技术在食品工程中发挥更大的作用。

4.生物酶工程

最近几年来，发达国家的酶工程发展非常迅速。发展了很多功能性食品添加剂。我们可以借助酶的催化作用，酶制剂始终保持新鲜，把外界对于酶制剂的不好的影响降低到最低，这样既可以保持酶制剂的原有特性，又可以优化酶制剂的质量。举个例子，溶菌酶对革兰氏阳性菌的溶菌作用非常强，我们可以利用这个作用使乳制品、干酪、肉制品、水果的保鲜时间延长。不仅催化作用强，而且对人体没有毒害，需要的条件也相对比较简单。

参考文献：

[1]2014年《食品工程》广告价目表[J].食品工程. 2013（04）

[2] 杨春瑜，李次力，石彦国，刘宁，杨春莉.国内外高等学校食品工程专业教学对比研究[J].科教文汇（下旬刊）. 2013（08）

[3] 张O.日本食品工程研究状况[J].粮油加工与食品机械. 1994（02）

篇2

人类社会的发展离不开对自然资源的需求和对环境的影响,因此自然环境与人类社会的发展步伐之间存在着相互制约的紧密联系。近年来日益突出的自然资源紧张和环境污染严重的问题严重影响了社会经济的进一步发展,社会各界都在寻求解决环境问题的新技术,现代化的生物技术为人类提供了崭新的途径,本文将对生物技术解决环境问题时发挥的重要作用予以讨论。

关键词:

生物工程；环境保护；技术应用

1前言

生物工程是近年来一门崭新的学科领域,该学科的研究内容是生命科学,但是由于其学科的综合性强,能够推广至很多领域的产品研发和新技术的应用。生物工程也在不同的需求中得到飞速的发展,培养了一批相关技术人才,在人类对环境保护的概念日益增强的今天,逐步应用于环境保护的工作中,由于其具有高效绿色环保的特点,因此在环境保护领域有着巨大的潜在应用价值。

2我国自然环境面临的问题

我国从解放后,经济逐步复苏,国家对工业生产也投入了许多资金和人力,使得我国的经济在解放后出现了快速增长,在改革开放后,我国经济增长再一次迈上了新台阶,经济增长速度飞快,无论是从工业生产还是居民消费水平,都取得了令人瞩目的成就,然而这一切的发展却给自然环境带来了十分严重的影响。在解放初期,由于工业水平比较落后,使用的机器设备都十分落后,技术水平也很难达到发达国家的标准,我国的工业生产都属于高能耗的生产模式,大量的生产造成我国自然资源的大量开采和浪费,随后的发展中,技术能力逐渐开始赶上发达国家,但是对自然环境保护的意识仍然没有在人们心中扎根,经济发展还是在原有的模式下进行,无论是工业生产还是农业生产,对环境的影响进一步恶化,自然资源被人为破坏,很多独特的稀有资源都面临枯竭,自然环境开始给人类敲响了警钟,这种无节制的开发和破坏最终将会影响社会发展节奏。因此我国开始倡导可持续发展的战略目标,将经济发展和环境保护相结合,达到共同发展的目的,在保障工农业生产所必须的资源,大力加强对环境污染的治理工作,并积极寻找可替代能源,发展清洁能源,保护人类赖以生存的自然环境,也为社会的长远发展提供保障。

3当前生物工程技术的特点

中国现有的环境污染情况由于历史遗留问题较多,再加上现代化生产和生活的排放,对环境保护的治理工作一直是重点和难点。现代化生物工程的发展为环境保护工作提供了一条崭新的途径,也由于近些年生物工程技术在环境污染治理方面取得了很多成绩使它受到了广泛的关注。生物工程技术通过使用生物制剂将污染物从环境中分解,清除,整个过程不存在二次污染,且处理效果较好,具有十分重要的应用价值,而且从环境系统的角度看,通过生物工程技术引入的生物制剂,对环境的影响也小,通过对整个生态环境失衡的调平,达到环境保护的效果,因此其环保功效显而易见。生物工程技术的灵活度高,能够根据不同污染物的特点,结合基因工程的先进技术有针对性的开展治理工作,并且从实践上现实了可持续发展的环境保护概念,逐渐在环境保护和污染物治理领域表现出卓越的优势,受到环境保护领域工作的高度关注。

4生物工程技术在环境保护领域的应用

可以看出生物工程技术具有诸多优点,使得生物工程技术在环保领域受到广泛的欢迎,其主要的污染治理成绩表现在以下几个方面:

(1)工业和生活废水的整治。水是人类的生命之源,一直以来都是人类无法替代的宝贵自然资源,然而由于生产和生活污水的污染,使得人类赖以生存的水源都出现了不同程度的污染,这个问题迫在眉睫,因为如果缺少了干净的水资源,人类将无法从事正常的生活和生产活动,更严重的会影响到人类的生存。对污水的治理问题一直都是环境保护的重点问题,然而其他物理置换或者多层过滤等方法,无法彻底清除污水中的有害物质,还容易造成水体的二次污染,随着清洁的水资源越来越少,环境保护领域向生物工程技术投入了研究,并获得了良好的效果,通过使用生物工程的相关技术,利用生物制剂将污水中的污染物分解代谢成为对人体和自然环境没有威胁的清洁水,可以在不引入二次污染的同时达到较好的净水效果。废水问题是困扰现在人们的重点问题,如果有效处理废水呢？利用现代生物技术可以达到有效成果。根据现代化城市对污水排放要求的提高,生物工程领域也发展了新型技术已达到排放标准,并推动污水处理产业的发展。

(2)空气的净化。实际上利用生物工程将空气净化的方法已经早已应用,现在已经成为比较成熟的技术在空气净化领域广泛使用,由于这种方法对资金要求低,环保性能高,净化效果好,在未来也存在着巨大的市场潜力。

(3)对固体垃圾的处理。固体垃圾也是环境污染的一种难以处理的问题,原有的方法通过掩埋等处理时间长,或者对环境造成二次污染,因此迫切需要寻找新的方法,生物工程技术的应用解决了这些问题,可以通过生物分解代谢,有效将固体垃圾进行处理,还能够反复使用,减少垃圾处理的成本,其处理后的垃圾变废为宝,能够作为农业生产中的绿色肥料,使整个环境污染的处理过程循环成为一个环保过程,产生一定的经济收益,是现如今最优的污染处理方法。

(4)利用生物技术维护环境。将生物工程技术延伸到对环境的维护领域也是一项重要的应用,可以利用生物工程技术整治各种污染物的方法将自然环境净化,在现有基础上提升自然环境质量,在治理污染的同时防止污染的发生,从根本上解决环境污染的问题。

5结论

通过上述内容的分析,可以看出生物技术在环境污染整治和维护的领域能够发挥重要的作用,可以将环境保护技术从现有的防御转为提前维护,保证自然环境与人类发展的和谐统一,避免因人类社会的发展需求对环境造成的恶劣影响。加强对生物工程的研发力度,促进相关污染处理技术的发展,能够为人类的可持续发展提供更强大的保护。

参考文献

[1]郭艳霞.论生物技术在环境保护中的应用.科技与创新,2015,21.

[2]刘彪.探究生物技术在环境保护中的应用及前景.房地产导刊,2015,9.

[3]杨宇蒿,王碧文.现代生物技术在环境保护中的应用研究进展之我见.经贸实践,2015,4.

篇3

关键词：生物工程技术；药用资源；中药材

所谓生物工程技术就是以生物学的理论和技术为核心组成部分，并且融入了化工、机械以及电子计算机等现代工程技术，能够完美地操作分子生物学的成果，以此来制造出大批的有用代谢产物或体现出特殊生理功能的全新产业。在全球范围内，中国的药用植物资源是最为庞大的国家之一，然而随着发展的深入，使得我国对于药用植物的需求不断增长，从而出现了药用植物资源稀缺的现象。

1 中药材的种植

在我国中药培育具有着很长的一段历程，在起初的一段时间内，基本上都是培育较为珍贵的中药材，但到20世纪80年代后，就实行了大批量对中药材相关的培育工作。2000年，我国逐渐实现并开展了GAP工作内容。现如今，我国大部分区域都依次建立起了多样化的培育基地。我国中药材种植培育基地基本上可以分为3个类型：（1）大型中药企业所创建的种植培育基地。（2）具有丰富中药材种植培育经验并且保存至今的基地。（3）农场化的中药材种植培育基地。事实证明，中药材的种植和培育工作，必须结合着科学技术进行开展，才能够对中药材的品种择优、种质的评价以及培育工作有一个良好的体现。传统的培育方式过程较长，而生物工程技术的融合，能够在一定程度上缩短时间上的限制，还能够有效地推动中药材的野生抚育。野生抚育基本上可以分为2种类型：（1）针对现有的培育技术和方式还不够完善的品种。（2）已培育的药材综合性状远低于野生的药材。野生抚育中药材，能够取得最大程度的经济效益，并且不会打破原本的生态环境。

2 生物工程技术生产药物植物的优质种苗

在对中药材进行种植培育工作时，如果运用较为传统的培育技术和方式，不能够有效快速地培育出大批量的优质品种，但是通过生物工程技术，就能够在此问题上得到相应的改善。运用生物工程技术中的快速繁殖技术，就能够实现快速生产优质种苗的目标。在运用生物工程技术种植培育中药材过程中，基本上有着2种较为合理的方法：（1）利用药用植物的外植体来引出愈伤组织。（2）利用体细胞胚的途径。当然，在对中药材进行培育的过程中，还应该特别重视几个关键要素：（1）外植体要进行择优处理，挑选出具有活力、有效成分高的来开展相关的愈伤组织的诱导。（2）选择适合中药材生长的环境和土质来对种苗开展地上部分和根的诱导。（3）栽培出的种苗向土地中的过度转移问题。从目前情形来分析，我国中的降香资源非常紧张并且严重缺失，基本上只能通过海外进口来满足需求。然而海南洋浦生物工程公司利用组织培育的模式孕育出了大批的降香种苗，并且在通过温室对种苗进行了相应的提炼，并使其生长到一定程度，成功地将其转移到外界进行野生抚育工作。降香的成功经验也推动了其他药用植物资源发展。生物工程技术已经被大范围的运用到各个领域中，在农业生产中也得到了相应的运用和推广。

3 生物工程技术生产中药的活性成分

最近几年中，大多数的中药材基本上都是由药厂开展相应的提取分离，并且相应地制造成中药提取物，而且有大部分中药提取物被出口至国外，从而使得大批中药材资源出现了严重缺失和损耗。通过熟练地运用生物工程技术，能够大量地获取药用植物中的活性成分，在进行较大范围培育工作下，能够显著地节约成本。

4 结论

生物工程技术在药用植物资源上的合理开展和运用，有利于保护濒临绝种的药用植物，对我国中医药的发展存在着决定性的意义，不仅仅是药用资源的核心模式，还对中国以及全球范围的中医药发展提供了相应的保障。

参考文献

1 高文远，肖培根.生物工程技术与药用植物资源保护[J].中草药，2008（7）

2 周选围，陈文强，邓百万，王智，彭浩，林娟.生物技术在药用真菌资源 开发与保护中的应用[J].中草药，2005（3）

篇4

[关键词] 创新型人才 人才培养方案 平台 模块 课程群

现代生物工程技术是当今世界科学发展中极为重要、极为活跃的科学领域,尤其是基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程进展迅速,连同近年来该领域又逐步发展形成的蛋白质工程、生化工程技术等,已在社会经济建设的各个领域发挥着重要作用,与人类的生产、生活密不可分。

郑州大学在原有“生物技术”本科专业开设及建设的基础上,于2007年起设立“生物工程”本科专业。该专业的设立不但将对河南省生物工程与技术产业的发展起着重要的推动作用,而且对学校的学科建设也非常重要,直接影响到郑州大学工程学科的综合实力。2008年郑州大学将“生物工程”专业列为全校“教学内容与课程体系改革与建设”试点专业,要求在原有人才培养方案的基础上,对“生物工程”专业培养方案进行修订完善,并将相关教学内容和知识体系进一步进行整合,制定出新的培养方案。生物工程专业旧的人才培养方案是在专业开办申请时参考教育部生物科学与生物工程教学指导委员会拟定的“生物工程专业规范”的基础上制定的,为此我们根据学校课程体系改革的精神及要求,结合学科发展特点、国内外生物工程技术发展现状、趋势,以及郑州大学生物与工程技术学科的实际,对该专业的课程体系框架及教学内容进行整合建设,以期满足生物工程学科创新型人才培养的要求。

一、认真组织调研,学习国内相关高校开展课程体系改革与建设经验

在明确课程体系改革与建设的目标和任务的基础上,我们对国内教育部直属重点大学及部分地方特色高校开展课程体系改革的经验与做法进行了认真地调研和分析,重点围绕生物工程学科发展和技术进步对专业教育带来的影响、生物工程专业课程体系的优化与教学内容的整合重建、实践教学体系构建与教学模式探索、生物工程与技术学科教学方法改革等进行深入的研究和分析总结。通过调研,负责“课程体系改革与建设”的老师及教学委员成员深受启发,对充分学习和借鉴各高校课程体系改革与建设过程中所取得的各项成果、经验,以及进一步明确专业办学方向、理请办学思路,明确生物工程专业模块设置方向等具有积极意义。

二、瞄准学科前沿及国家生物产业发展政策,明确专业发展方向

随着生物工程与技术学科的迅速发展,其在国民经济建设中越来越发挥着重要作用。生物工程技术广泛应用于医药、农业、能源、环境等行业,发展日新月异。2007年2月28日,国务院召开“十一五”期间高技术产业和生物产业发展问题研究会议,强调“十一五”期间,要把加快发展生物产业放在突出重要的战略位置。加快发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等行业,加强生物资源的保护和开发利用,强化生物安全管理体系建设。形成一批具有自主知识产权的生物技术产品,培育一批大型生物企业和生物产业基地,使生物产业真正发展成为增长速度快、质量效益好、带动效益强的战略性新兴产业。

三、整合教学内容及知识点,确定新的人才培养方案体系框架

基于生物工程专业人才培养目标在于,掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。在充分借鉴国内其他高校经验与做法的同时,我们对原有课程的教学内容、知识体系进行了认真整合。

1.原有教学内容及知识体系存在的问题

问题主要反映在实践实习教学环节及课程体系结构两个方面。前者有:(1)实践教学环节形式单一。主要是分散的课程实验,缺乏集中安排的课程及专业综合实验、专业课程设计及各种实习、实训等;(2)实习、实训等实践教学基地数量严重不足,急需加强建设以满足实践实习教学;(3)实验教学综合性、创新性实验项目比例偏少,需要进一步增加。(4)没有完全建立独立于理论教学的实践教学体系。实践、实习环节需要进一步加强。尤其是与生物技术专业相比,生物工程专业办学需要进一步与企业密切联合。

在课程体系结构方面,传统的人才培养方案包含有必修课(含公共、学科基础及专业必修课)、限选课(学科基础及专业限选课)和选修课,总学时和学分分别达到3410学时和182分。必修课过多(尤其是大平台课),选修课较少。必修课学分比例甚至达到60%以上,挤占了学生对专业及其它课程的自主选修学分。同时,大量的课堂教学也同样挤占了学生对其它课程自主选修,不利于学生自主学习积极性的调动和发挥,不利于创新型人才的培养。

2.采取有效措施,推进知识点整合

在教学计划制定过程中,我们考虑了学校有关文件精神要求、其它高校改革的成功经验和做法以及学科本身特点。具体措施有:(1)知识体系重叠部分前移讲授。根据学科特点,召开课程体系论证专家会议,充分征求教师和专家意见进行调整。(2)公共基础平台课进行尝试性改革。压缩部分课程学时、学分等;(3)对生物学基础课程进行整合。根据专业特点,将植物生物学、动物生物学整合为普通生物学开设,增加专业选修课比例,学科群课程增加前沿性、应用性课程比例,多学科知识点重新梳理、衔接,强化实验实习环节,以及将课堂教学与大学生创新实验项目结合等。(4)明确各门课程在培养计划中的地位与边界,界定各门课程的讲授范围,避免课程之间的重复和脱节,注重学科知识的综合性与实用性,注意学科间知识的衔接、推进、渗透及有机联系,克服课程之间的松散性,压缩、删减课程重复和内容陈旧的部分,将新的理论、方法和先进的科技成果引入课程教学内容。通过课程教学内容的科学设计与合理编排,培养专业范围宽、基础知识厚、综合素质高、工作能力强的复合型人才。

3.教学内容知识点及人才培养方案体系框架的确定

参照教育部专业规范重新梳理知识体系及知识点,明确生物工程专业共有的100多个知识单元。这些知识单元分属于不同的专业知识领域,同时开设理论课并配备相应的实践教学内容以加强学生创新、动手能力培养。这些知识领域包括基础生物学、生物化学、微生物学、工程制图、发酵工程、化工原理、细胞工程、酶工程、基因工程与分子生物学、生物分离工程、生物工程设备、生物反应工程、发酵工厂设计概论等。

四、按照培养目标和学科发展特点,制定新的人才培养方案

生物工程学科发展迅速,其中生物制药、发酵工程领域在整个生物技术产业中产值及行业规模较大,从就业和学科前景来看,我们计划设置上述两个专业模块,即生物制药模块(服务于制药领域)和发酵工程模块(技术服务于多农业、能源、环保、制造等多个领域)。在此基础上,结合学校新的培养方案设置要求,我们按照“平台+模块+课程群”的体系制定出了新的人才培养方案。

(一)专业培养目标

生物工程专业培养目标定位于,培养掌握生物工程技术及其产业化的科学原理、掌握生物制药或发酵工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物制药或发酵工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的高素质工程技术人才。

(二)专业培养基本要求

专业培养要求本专业学生主要学习微生物学、生物化学、生化工程原理、生物工程等方面的基本理论和基本知识,受到生物技术与工程等方面的基本训练,具备在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力:具有宽泛的文化知识、较高的文化素养,不仅具备从事本专业领域业务工作的基本能力和素质,而且有一定的人文社会科学和自然科学基本理论知识;掌握现代生物学、生化工程原理、生物制药或发酵工程领域核心课程的基本理论、基本知识和基本技能;具备在生物制药或发酵工程领域从事工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力,具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力及开拓创新精神;熟悉生物工程技术及产业发展有关的方针、政策和法规;了解当代生物工程技术的理论前沿和发展动态;掌握生物工程技术领域文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力。

(三)专业模块方向设置及主要课程

1.生物制药模块

主要课程包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、免疫学与抗体工程、生物反应工程原理、生物技术制药、发酵工厂设计概论、生物工程产物分离技术、药学概论、生物化学综合实验、分子生物学综合实验、生物信息学、生物工程设备、实验动物学、工程制图。

2.发酵工程模块

主要课程包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、环境微生物学、生物反应工程原理、微生物生理学、发酵工厂设计概论、生物工程产物分离技术、仪器分析、生物化学综合实验、分子生物学综合实验、生物信息学、生物工程设备、微生物学综合实验、工程制图。

“生物工程”专业新的人才培养方案除包括上述模块设立外,特别注重减少课堂教学总学时数,通过精选教学内容、改进教学方法等推动创新型教学及人才培养。规定本专业须修满指导性教学计划中规定课程学分173学分,其中平台课95学分(比例54.5%),模块课5分(34.0%),课程群1分(比例11.0%)。使得课程体系结构更为合理,更加有利于将学生从填鸭式的课堂教育中解放出来,对培养具有自主学习能力和创新精神的生物工程类人才具有积极意义。

参考文献:

[1]卢碧林,张敏,毛治超,等.生物工程专业课程体系建设与实践研究[J].高教论坛,2006(4):59-61.

[2]韩雅莉.生物技术专业教学内容和课程体系改革研究与实践[J].高等理科教育,2003(S2):90-93.

[3]易自力,周朴华,曾宝成,等.生物技术本科专业教学内容和课程体系改革的探索[J].中国农业教育,1999(7):46-47.

[4]李庆杨,李明宇.高等学校课程体系改革与创新人才的培养[J].沈阳教育学院学报,2008,10(1)37-38,46.

[5]龙健,乙引.生物技术专业课程体系教学创新探索[J].中国生物工程杂志,2005,(S):221-223.

篇5

2013年底召开的中央经济工作会议提出了2014年经济工作的主要任务，其中“切实保障国家粮食安全”首次跃升为六大任务之首，粮食安全亦首次被提至“国家战略”高度。会议要求必须实施以我为主、立足国内、确保产能、适度进口、科技支撑的国家粮食安全战略。要依靠自己保口粮，集中国内资源保重点，做到谷物基本自给、口粮绝对安全。更加注重农产品质量和食品安全，转变农业发展方式，抓好粮食安全保障能力建设。在实现粮食安全产能方式上也与以往明显不同，改变通过调动农民积极性、保护农地资源等多种方式增加产能，把“科技支撑”摆在突出位置。

实现粮食安全的第一要素是必须具备安全的土壤环境：无论是保障粮食稳产高产实现数量上的安全，还是从源头避免化肥、农药残留以及重金属污染等问题保证粮食质量，直至“长治久安”保持可持续的粮食生产能力，先决条件都是必须有高品质的农田――国务院印发的《关于建立健 全粮食安全省长责任制的若干意见》将耕地问题放在首位：强调要巩固和提高粮食生产能力，坚决守住耕地红线，加快建设高标准农田，提高粮食生产科技水平，建立新型粮食生产经营体系，增强粮食可持续生产能力。

据国家机构权威调查统计：全国土地荒漠化速度超过治理速度，荒漠化土地面积以每年2469平方公里的速度增长，由于水土流失、贫瘠化、次生盐碱化和土壤酸化等原因，已造成40%以上耕地土地地力减退。全国优质耕地只占全部耕地的21%。按照耕地等级划分：一等地占41%，二等地占34%，三等地占20%，其余部分已经不宜继续耕种;按产量划分，高产田占29.7%，中产田占30.3%，低产田占40%。

同时由于受工业污染等多方面影响，特别是农业方面。40年的化学农业，大量的不合理施用化肥和农药，直接或间接地污染土壤，造成土壤板结、次生盐碱化影响农作物的产量和质量，并最终随食物链进入人体。

国家整体粮食安全需要在粮食数量、质量以及粮食可持续性生产三方面得到保障，土地是实现粮食安全保障第一要素：无论是粮食数量上的稳产高产，还是质量方面的绿色有机种植，直至实现粮食数量质量均衡发展的可持续性生产，都必须有优质的耕地做基础。因此必须针对全国耕地实际状况，尽快开展大规模的改良治理工作，特别是应用先进的农业科学技术改变现状，从基础上确保国家粮食安全。

（二）

“多菌系组合”生物工程技术经过12年研发、实验，被证明在实现“粮食安全，土壤改良，环境治理”发展理念方面效果显著。这种应用于现代农业的生物工程技术，是在国内外权威专家40年研究成果基础上，继续研发产生的一种具有多种微生物组合综合体现效果的先进技术。这项先进生物工程技术已经通过由国家科技部和农业部组织的国家级鉴定，相继获得6项国家专利。

研发专家团队在自然环境存在的有益微生物中，经过提纯、复壮使之能够适应更严酷的环境，再根据不同用途从百余种有益微生物中选取25―35种微生物制成菌剂发挥组合作用。通过不同种的微生物配方来治理土壤现存的问题，从而解决粮食种植过程中的产量、品质和恢复土壤的团粒结构和应有的养份。

“多菌系组合”生物工程技术及由其发酵而成的生物有机肥，以多种微生物组合、有效成分丰富、浓度高、稳定等特点，在使用过程中具有显著的优势：

单位面积使用量少：比较国内市场其他生物有机肥动数百公斤甚至数吨的用法，这种生物有机肥用量小，每亩50―150kg即能收到明显的效果;

投入产出比高：应用这种技术产品增产显著，蔬菜和经济作物投入产出比高达30―50;

广谱性好：这种技术产品是一种天然生物添加剂，作用机理是通过微生物及其代谢产物调理植物新陈代谢，促进植物吸收、生长、抗病;

土壤改良和污染治理：这种技术产品以活性微生物作用，能够有效分解和钝化土壤中农药残留、油污污染和重金属等;在滨海和内陆盐碱地治理绿化攻关过程中证明，能够加快土壤修复速度，大大提高苗木的成活率。

“多菌系组合”生物工程技术经过12年研究和试验，已经根据不同用途和市场需求，调配菌种和原料大批量制造两个系列生物有机肥产品：（1）生物有机肥：应用于果树、主粮作物、设施农业、油料作物、中草药、茶叶和烟叶等方面;（2）土壤改良剂：应用于滨海和内陆型盐碱土壤治理，改良各种原因导致的贫瘠化、次生盐碱化、土壤酸化耕地。已经在大庆、白城、潍坊、东营、天津、曹妃甸等盐碱、沙化土壤绿化工程中推广应用，应用实验证实：在提高成活率的同时，单位面积造价大为降低，对经济、社会和生态效益贡献巨大。

（三）

应用“多菌系组合”生物工程技术及相关产品，在有机绿色种植、盐碱地改良、大规模养殖环境污染治理等方面均取得显著效果，尤其在土壤成份改良方面成绩最为突出。

内陆盐碱土壤治理

2004年初，选取大庆草甸苏打碱土作为实验地，pH值8.2―9.3，“碱包”部位pH值高达10.3。土壤粘重，硬化，结构不良。通过“多菌系组合生物工程技术（BPA-e）”产品应用，土壤板结情况明显改善，肥效扩散作用明显，肥料下部10厘米土壤pH值下降0.6―1.1，侧方土壤pH值下降0.4―0.7，速效N、P、K含量分别提高2.7、1.6、3.3倍。

在“多菌系组合”生物工程技术产品在大庆市内陆盐碱地改造应用实例证明：670亩草、灌木、乔木首年的总体成活率由原来的不到3%达到87%，次年没有继续施用肥料情况下，树木成活率依然保持在80%以上。

滨海盐渍土壤治理

2009年3月至2011年12月，应用“多菌系组合”生物工程技术与天津泰达园林建设有限公司合作《微生物“BPA-e”菌肥改良滨海原生盐土绿化技术集成研究与示范》项目。项目位于天津海滨大道永定新河收费站两侧临近地段，总面积30亩原盐池地域，改造前原生盐土全盐量1.9%―3.4%， pH值为7.6―8.4，经过两个生长季养护，改良后土壤含盐量已经降低到0.2%―0.4%，pH值降低到7.5―7.8，苗木成活率达到95.3%。每平方米绿化综合造价降低38元。到目前我们天津区域改造的盐渍地面积超过千亩。2014年我们与天津滨海区园林局合作，设立了利用生物土壤改良剂治理盐碱土让的新标准

含盐碱成份的低产农田改造

篇6

关键词：生物工程；学生；实践能力；培养途径

中图分类号：G71 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2013）15-0236-02

随着生产力水平的提高和科学技术的快速发展，为迎合社会对生物工程应用型人才需求的增加，除工程类院校外，综合性院校、师范院校都陆续开办了生物工程专业。但一些学校在软件和硬件上尚不能满足对该方面人才培养的需要。而具有实践能力的高素质生物工程专业人才是就业竞争获胜的前提。所以，单纯靠课堂和书本上知识对生物工程专业学生进行培养已难以适应社会对人才的需求。如何弥补学校在软件和硬件方面的不足、提高生物工程专业学生的工程实践能力，以及创新能力是摆在大家面前的一项重要任务。

一、实践教学的重要性

生物工程专业是以工为主、理为辅、工理管结合的复合型专业，是培养掌握现代生物学和生物技术基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论，能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。生物工程已广泛应用于医药、食品、轻术人员既要掌握生物工程上游技术和实验室技术，又要有丰富的工程方面综合素质。上游技术若得不到工程性的转化，就难以实现规模化生产的目的。目前，大多数综合型高等院校在生物工程专业教学方面，对学生实践能力培养很重视，但从事科研实践活动的机会仍然较少，学生的实践能力较低的现象仍需要进一步改善。

二、多开综合性实验课程以培养实践能力

部分院校生物工程专业的实验多以验证性、重复性和演示性为主的基础性实验，条件好的综合性院校开有综合性实验课。在多数情况下，实验所涉及的各种试剂、材料及设备的准备与调试等由教师在课前完成，学生按照既定的实验步骤操作即可。在整个实验过程中，学生较少主动思考，对整个实验过程缺乏充分认识，对操作过的实验印象不深。虽然，基础性实验教学有利于学生掌握某一单元操作技术，但不利于学生全面了解与掌握生物工程的知识与技术，也不利于对生物工程专业操作技能全面训练。因此，可以结合教师的科研课题以及生产实际，合理设置实验内容，适当控制验证型实验比例，加大设计型、综合性实验比例。

综合性实验应具有一定的综合程度，体现学科的交叉与应用前景。生物工程专业的学生，可以结合个人兴趣及将来的发展方向选择感兴趣的综合性实验。并且，提倡由学生自己准备实验材料、设计方案、完成实验全过程，以培养学生应用已学知识，根据实验需要再学习的能力，通过完成实验全过程来培养学生实际操作能力以及综合能力。

三、开放实验室的必要性

实践教学是培养生物工程专业学生工程实践能力和创新能力的重要环节，实验室是高校进行实践教学的重要场所。它不仅是仪器设备和实验所需的场所，而且是促进知识转化、提高学生实验技能、培养具有工程实践能力、创新能力的基地。

生物工程专业的性质需要有开放的实验室，实验室的开放是高等院校适应现代科技和教育发展的客观要求。要加强学生的实践能力培养，需要有开放的实验室。在完成规定的实验教学任务之后，根据不同层次学生的需要实行时间、空间和实验内容的开放，让那些希望通过实施各种类型的研究课题对自己的动手能力提高、实践能力增强、对生物工程领域操作得以锻炼的学生提供场所。所以，开放实验室是培养生物工程专业学生实践能力必不可少的条件。

四、参加课题训练

1、参加教师的工程类研究课题

教师的研究课题所涉及的内容一般是多方面、多学科的交叉，需要用多学科的理论知识及实验方法去实施。让学有余力、对实际操作感兴趣的学生尽早参与教师的应用性研究课题，为学生提供了解相关工程知识的实际应用机会，在提高学生的实践能力的同时，也有利于提高学生的创新能力，促进学习的主动性和积极性。实践证明，以教师的在研项目促学生工程实践能力培养，是提高生物工程专业学生工程实践能力的有效途径之一。

2、参加创新创业训练计划项目

大学生科技创新创业活动，是以学生自主学习和教师指导相结合，以解决实际问题为切入点的科技活动。鼓励优秀学生以团队形式开展有指导性的工程训练、创新、创业活动。学生可以根据生产需求自拟课题或结合指导教师的研究方向拟定课题，利用课余时间完成任务。能有效地激发学生的学习热情，促进学生对实际操作能力培养的重视，同时也能激发学生对所学专业的热爱。让学生参加创新创业训练计划项目是学生获得实践能力的又一重要途径。

五、加强校外实习基地建设，培养工程实践能力

与传统产业相比，生物工程领域对从业人员的素质要求更高，需要有扎实的理论基础、很强的实践能力、掌握生物工程工艺及生产过程的工程类应用型人才。“产、学、研”结合，利用校外生物工程企业的生产车间作为学生实习场所，可以实现生物工程专业学生在校学习的生物工程上游技术、实验室操作技能与生产单位的实际应用相结合，是培养学生理论联系实际、实践能力以及工程综合素质的重要途径。

1、“产、学、研”结合，提高学生实践能力

结合校内资源的优势，充分挖掘、发挥校外资源作用，让社会、学校共同完成培养高素质生物工程人才的任务。可以采用“请进来，派出去”的方式，聘请企业技术主管作兼职教授、举办讲座、联合培养等形式，也可以通过外派学生到校外科研单位或生物工程企业进行实习或毕业设计；通过合作研究、共同研发产品等以密切学校与企业联系，让学生及时了解生产中的动态，使学生得到专业技能训练、社会实践和综合能力培养。

采用“产、学、研”合作模式，将学校教师的研究课题与企业需要结合，解决生产中遇到的问题，将实践教学与研究课题结合，以达到科研课题为实践教学服务，为生产需求服务，企业为实践教学提供场所与丰富实践教学素材的互利双赢良性循环。这种注重“产、学、研”结合的人才培养体系，充分体现了实践教学在人才培养中的作用，有益于学生创新创业能力的培养，以及实践能力与综合素质的加强。

2、校外实习基地与学生工程实践能力培养

篇7

关键词：机械制图 生物工程 教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.05.107

生物工程专业是生物学与工程相结合的一门交叉性学科，要求学生掌握生物学与生物工程学方面的基本理论，不仅需要具备获取轻化生物技术理论知识，也需要具备从事生物技术产品生产、生产过程控制检验等工作的综合能力[1-2]。学生一旦需要参与产品生产就必须具备一定的工程技术理论。《工程制图》一直是生物工程专业开设的必修课，一般安排在大一，是以培养学生对空间的认知能力、立体思维能力以及读图、识图、绘图能力为主要任务的专业基础课程。

结合人才培养目标及以往的教学过程发现现有教学方式存在一定的问题：第一，学生没有充分认识机械制图课程的重要性；第二，现有的机械制图课程教学模式以及课件实例都是针对机械专业，并没有专门针对特定的非机械类专业。针对这些在教学实践中所暴露出的问题，如何开展生物工程专业机械制图及CAD教学改革，提高教学效果，使学生真正做到学以致用，是亟待解决的人才培养与教学质量问题。本文就如何针对生物工程专业进行机械制图和CAD教学进行了分析，试图解决在实际教学中的问题。

1 提高生物工程学生对《工程制图》的认识

我院生物工程专业主要是针对发酵方向，就业方向主要为酒厂、酱油发酵场、榨菜生产等相关发酵领域。虽然毕业生直接参与零件设计、机械加工装配的情况很少，但有很大一部分毕业生会从事发酵设备的管理和维修，甚至发酵工厂的设计等工作，这就需要具备阅读机器原理图样的能力。可以设想，如果连基本的原理图都读不懂，如何进行操作、维修和设计。因此以工程制图在生物工程专业中的应用为突破口，联系后续相关课程工厂设计，让学生明白学习本门课程的目的与意义。

为了充分调动学生的学习积极性以及对课程应用范围的理解，在绪论阶段和装配图阶段，选定一个工程制图及cad在生物工程专业中的应用实例进行实际讲解。由于本课程为工厂设计课程的先驱课程，选定工厂设计课程中的实例进行讲解，不仅让学生在专业认知的同时了解工程制图在专业体系中的作用，也对两门课程的联系有一定的了解。

2 现有的生物工程专业《工程制图》教学中的问题

2.1 教学内容没有针对性

现有的非机械专业的工程制图及CAD教学基本上延用大学本科机械类教学模式，教学内容是机械类内容的压缩，而且讲课实例作业练习都是机械类实例。没有专门针对特定非机械专业的教学体系和教学内容，并且没有合适的教学实例。

2.2 教学模式没有针对性

现有的教学模式还是沿用着机械专业工程制图教学模式，分为画法几何、机械制图以及计算机绘图三个大板块。由于非机械专业的工程制图课时量为50课时左右，为了应对教学内容多而课时少的矛盾，很多教师上课时以采用降低教学难度和精简教学内容为对策，这必然导致学生练习时间大大降低，知识掌握程度降低。

3 机械制图教学方式改革

3.1 教学板块调整

针对非机械专业工程制图课时较少的现状，对传统的教学内容和顺序进行改革。传统的教学板块中的第一部分为画法几何，主要内容是点、线、面投影基础知识，用来培养学生的立体感。由于本知识点大部分是高中知识，讲解占用时间较长，故对本部分知识点进行大量压缩或者改成练习教学法[3]。本课程主要是培养学生绘制立体三视图的能力，可以首先利用基本体的立体模型引导学生入门，由实际的立体绘制三视图，培养立体感更形象具体。这样学生不再枯燥的理解空间虚构点线面，而是在实际立体中学习点线面的投影，讲解具有针对性，提高教学效果。

3.2 教学内容针对性改革

现有的教学内容，教学实例都是针对机械专业实例，并没有针对生物工程专业的教学实例。在零件图以及装配图章节，选择与生物工程先关的实例进行讲解。并且选取实际发酵厂中的实际零件进行绘制与讲解，或者选取实验室中的有关机械试验设备进行实践绘制。

3.3 多种教学手段，提高教学效果

可以利用多媒体手段辅助教学，利用Proe、Solidworks等软件绘制一定的三维图，完成课件制作。不仅能够提高学生的立体感，也提高教学效果。将计算机多媒体教学与传统的教模教学模式相结合，可以使教学难度大大降低，提高学生的理解能力，使课堂教学清晰直观。

3.4 增加实践教学环境

由于非机械专业工程制图课时较少，现有的实践环节基本省略，但是这会造成学生学习理论与实践相脱节。可以组织学生到机械精工实习基地进行参观，认知一定的机器，有一定的工程理念。然后可以带领学生参观生物工程实验室，从实验室的试验仪器中可以看到一定的机械仪器，了解试验仪器零件和装配关系，对零件图的绘制和装配图的绘制的学习有一定的帮助，增加教学目的性[4]。

上世纪90年代诞生了基于系统论的生物工程，即以生物学（特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学）的理论和技术为基础，结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术。在生物工程专业人才培养过程中工程制图往往是被忽视的部分，作为生物工程专业人才应当具备发酵工厂设计、图纸绘制等专业技能，在教学中应加强引导学生对机械制图这门课程的学习热情，结合发酵工厂设计实例，改善教学板块的配置，优化教学方式与手段，设置具有专业针对性教学内容，提高学生的学习积极性，增强教学效果。

参考文献：

[1]黄传锦，周海，刘道标，惠学芹等.关于非机械类机械制图课程教学的思考[J].考试周刊，2012，（27）：176-177.

[2]朱颜，包春江，郭宏亮等.非机械类专业制图课程的教与学探索[J].装备制造技术，2010，（1）：207-208.

[3]甄鑫.生物医学工程专业《工程制图》的教学体会[J].中国医药指南，2010，（8）：167.

[4]罗红萍.非机械类专业《工程制图》课程教学改革探索与研究[J].科技信息，2008，（2）：23.

篇8

关键词:生物技术;基因工程;细胞工程

现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。

(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。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

(二)改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

(三)改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DN断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间)细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。

四、小结

在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

参考文献

[1]赵志华,岳田利等.现代生物技术在乳品工业中的应用研究[J].生物技术通报.2006,04:78-80.

[2]王春荣,王兴国等.现代生物技术与食品工业[J].山东食品科技.2004,07:31.

[3]徐成勇,郭本恒等.酸奶发酵剂和乳酸菌生物技术育种[J].中国生物工程杂志.2004,(7):27.

篇9

关键词:现代生物技术;食品工业;功能食品;有效成分;食品添加剂

中图分类号:Q819文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)06-0023-02

一、现代生物技术简介

生物技术包括传统生物技术和现代生物技术。传统生物技术包括酿造、酶的使用、抗菌素发酵、味精和氨基酸工业等,被广泛应用于生产多种食品如面包、奶酪、啤酒、葡萄酒以及酱油、米酒和发酵乳制品。它和新的生物技术之间既有联系,又有质的区别。现代生物技术是20世纪70年代初在分子生物学、生物化学、生化工程、微生物学、细胞生物学和电子计算机技术基础上形成的综合性技术。

二、现代生物技术在食品工业中的主要应用

(一)食品原料和食品微生物的改良,提高食品的营养价值及加工性能

利用基因工程、细胞工程改造动物、植物、微生物资源向人类提供各种转基因食品和食品添加剂,一方面提高了农作物产量、改善农作物抗虫、抗病、抗除草剂和抗寒能力,另一方面使食品的营养价值、风味品质得到改善,食品储藏和保存时间有所延长。我国利用基因工程技术培育的转基因抗病番茄、抗病甜椒,目前累计种植3,000多亩,耐贮番茄在室温下储藏56天,好果率达70%以上。利用细胞工程技术培育出含水量大大降低的西红柿、洋葱、马铃薯新品种,培育出带咸味和奶味的适宜膨化加工的玉米新品种,获得了出油率高、不饱和脂肪酸含量较高的油料作物,以及我国已在田间试验中的超级水稻、转基因鲤鱼、高产奶量的转基因试管牛,等等。

采用常规的诱变、杂交方法与细胞融合、基因工程技术结合进行菌种改造和采用基因工程和蛋白质工程技术构建“基因工程菌”,改良食品微生物的生产性能。生物技术已应用于啤酒酵母的改造,如将a-乙酰乳酸脱羧酶基因克隆到啤酒酵母中进行表达,可降低啤酒双乙酰含量而改善啤酒风味,选育出分解b-葡萄糖和糊精的啤酒酵母,能够明显提高麦芽汁的分解率并改善啤酒质量;构建具有优良嗜杀其它菌类活性的嗜杀啤酒酵母已成为纯种发酵的重要措施。

(二)生产各种功能食品的有效成分、新型食品和食品添加剂

通过转基因技术制造有利于人类健康的食品或有效因子,如低胆固醇肉猪、低胆固醇蛋和高特种微量元素蛋、人类血液代用品、高异黄酮大豆、高胡萝卜素稻米,等等。

利用细胞工程技术生产各种功能食品和功能成分,如对人参、西洋参、长春花、紫草和黄连等植物细胞进行培养生产活性细胞干粉、L-苏氨酸、免疫球蛋白、生长激素,等等。

利用生物技术,特别是发酵工程技术生产食品添加剂。目前国内外重点研究开发的食品添加剂有甜味剂中的木糖醇,甘露糖醇,阿拉伯糖醇,甜味多肽,等等;酸味剂中的L-苹果酸,L-琥珀酸,等等;氨基酸中各种必需氨基酸;增稠剂中的黄原胶,普鱼兰,茁霉多糖,热凝性多糖,等等;风味剂中的多种核苷酸,琥珀酸钠,香茅醇,双乙酰;芳香剂中的脂肪酸酯,异丁醇,等等;色素中的类胡萝卜素,红曲色素,虾青素,番茄红素,等等;维生素中的维生素C,维生素B12,核黄素,肉碱;生物活性添加剂中的各种保键活菌,活性多肽,等等;防腐剂中的乳链菌肽,杀菌肽,瓜蟾抗菌肽,防御素,等等。可直接应用于食品生产过程的物质转化利用发酵技术、酶技术对农副产品进行加工,直接生产各种发酵食品如饮料、酒、酱、酱油、醋、乳酸、酸奶和啤酒。利用基因工程和酶工程,构建“生物工程菌”来生产酶制剂。近20年来,利用“基因工程菌”生产的食品酶制剂主要有凝乳酶、a-淀粉酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖异构酶、转化酶、脂肪酶、溶菌酶等。凝乳酶是制造干酪过程中起凝乳作用的关键酶;蛋白酶可改善蛋白质的溶解性。在食品加工过程中添加一些酶类可以改善产品的色泽、风味和质构。如用葡萄糖氧化酶可以除去蛋液中的葡萄糖,改善制品的色泽;用脂酶和蛋白酶可加速奶酪的成熟;葡萄糖苷酶可用于果汁和果酒的增香;木瓜蛋白酶可分解胶原蛋白,用于肉的嫩化。

现代生物技术在肉、奶、水产品加工中也有广泛的应用,肉的加工保鲜方面主要是提高肉的综合品质以及瘦肉、肥肉、的综合利用,如肉的嫩化、发酵香肠的生产和增加产品的花色品种等。乳品方面有利用外源激素提高乳的产量,增强乳的免疫功能,改善乳的组成成分;利用酶工程技术开发乳蛋白生物活性肽、发酵乳制品、双岐杆菌发酵乳,等等。水产品如人工淡水鱼、内脏、鱼眼、精卵巢中分离提取有效成分,开发研制保健食品和药品。

(三)工业化生产预定食品或食品功能成分

利用发酵工程生产功能食品或功能性成分,如低聚糖、糖醇、单细胞蛋白、EPA、DHA、r-亚麻酸、有益菌。利用酶工程制取高蛋白富含多种氨基酸和微量元素的功能食品,如以动植物、微生物蛋白为原料,利用酶技术将蛋白质分解成多肽和氨基酸,可作为功能食品或营养强化食品的原料。利用乳糖酶水解乳糖,加工出低乳糖食品作为乳糖缺乏者的保健饮品。

利用现代生物技术进行玉米的综合利用,为新型糖源、变性淀粉、玉米油、发酵酒精、环状糊精等产品的开发提供充足的原料。如从玉米黄浆水中提取玉米黄色素,可用于人造黄油、人造奶油、糖果、冰淇淋等食品中取代人工合成色素;从玉米皮制取膳食纤维;用玉米淀粉制取高纯度低聚异麦芽糖900型第二代功能性保健食品生物糖。

(四)食品包装和食品检测方面的应用

现代生物技术在食品包装上的应用主要是制造一种有利于食品保质的环境,如葡萄糖氧化酶能除O2,延长食品的保鲜期,保持食品色、香、味的稳定性,被应用于茶叶、冰淇淋、奶粉、罐头等产品的除氧包装;溶菌酶能消除有害微物生的繁殖,而让某些有益菌得以繁殖,被广泛应用于清酒、乳制品、水产品、香肠、奶油、生面条等食品中以延长保鲜期。利用生物技术制造有特殊功能的包装材料如包装纸、包装膜中加入生物酶,使其具有抗氧化、杀菌、延长食品反应速度等。利用生物技术改变食物贮藏方式和贮藏期,如利用基因工程技术生产耐贮番茄等,延长货架期。

利用生物技术还可生产生物可降解的食品包装材料,建立食品的质量检测方法,处理食品工业废水等,如用固定化酶技术制备酶电极、酶试纸,可以快速简便地检测食品中的化学成分。利用基因工程的DNA指纹技术可以鉴定食品原料和终端产品是否掺假,检测谷物、坚果、牛奶中是否含有微量毒素;利用PCR技术可迅速检测是否为转基因食品,利用生物转化、厌氧发酵等方法处理食品工业废水,使BOD、COD大大降低,达标排放。

三、现代生物技术的前景与展望

展望现代生物技术在食品工业中的应用越来越广泛,它不仅用来制造某些特殊风味的食品;还用于改进食品加工工艺和提供新的食品资源。食品生物技术已成为食品工业的支柱,是未来发展最快的食品工业技术之一,具有广阔的发展前景和美好的未来。

参考文献

[1]杜胜利,马德华.生物技术与常规育种相结合培育优良蔬菜新品种[J].农业与技术,2002,(2).

[2]罗贵民.酶工程[M].北京:化学工业出版社,2002.

[3]陆德如.基因工程[M].北京:化学工业出版社,2002.

[4]袁勤生.现代酶学[M].上海:华东理工大学出版社,2001.

[5]李继珩.生物工程[M].北京:中国医药科技出版社,1998.

[6]莽克强.农业生物工程[M].北京:化学工业出版社,1998.

[7]彭志英.食品生物技术[M].北京:中国轻工业出版社,1999.

[8]瞿礼嘉.现代生物技术导论[M].北京:高等教育出版社,1998.

[9]罗云波.食品生物技术导论[M].北京:中国农业出版社,2002.

[10]邬敏辰.食品工业生物技术[M].北京:化学工业出版社,2005.

[11]李书国,陈辉.基因工程在食品工业中的应用[J].粮食与油脂,2001,(2).

篇10

摘要：生物技术作为创造未来文明的五大新技术之一，正日益受到世界各国的加倍重视。本文阐述了生物技术的的定义，论述了生物技术的发展现状和发展趋势。

关键词：生物技术 发展现状 发展趋势

1.前言

我国的生化工程学科是在20世纪80年代初开始建立的，20多年来我国经历了将化工技术用生物技术和融合生物技术知识发展生化工程的2个阶段。[1]生物技术服务的领域主要包括医药、农业、食品、化工、冶金、能源等方面。在与人类健康有关的重要领域，已能设计和制造脏器、诊断试剂以及治疗药物；在农业上，能够制造兽药，培养植物细胞、利用基因工程和细胞工程技术获得抗病毒、抗虫、抗除萎剂、抗冻、抗旱、抗盐、保鲜、高蛋白、高养分的植物新品种和良种家禽、家畜；在化工方面，生产氨基酸、生物大分子及基本有机化工产品，如乙醇、丁醇、丙酮等,利用基因工程技术和细胞融合得到高产工程菌，为化工生产提供高效、低成本的新途径；另外在“三废”处理、低品位金属提取、生物能源、煤的气化和液化等方面都有不同进展。这些技术的丰富交叉引起了世界各国的强烈兴趣，生物技术商品化的竞争已经到来。

2.生物技术定义

所谓生物技术，即为应用生命科学研究成果，以人们意志设计，对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。现代生物技术综合分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提品为社会服务等。20世纪30年代生物技术以发酵产品为主干，40年代抗生素工业成为生物技术产业的支柱产业，50年代氨基酸发酵和60年代酶制剂工程相继出现，到70年代DNA重组技术使生物技术得到了突飞猛进的发展，并与信息技术、材料技术及能源技术共同构成了人类新的技术革命的基础。[2]

生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物，其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程，还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。

3.生物技术的发展现状

近些年来，以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛，并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。所谓生物技术（Biotechnology）是指“用活的生物体（或生物体的物质）来改进产品、改良植物和动物，或为特殊用途而培养微生物的技术”。生物工程则是生物技术的统称，是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合，来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种，以工业规模利用现有生物体系，以生物化学过程来制造工业产品。简言之，就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。

生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物电子工程、生物反应器、灭菌技术以及新兴的蛋白质工程等，其中，基因工程是现代生物工程的核心。基因工程（或称遗传工程、基因重组技术）就是将不同生物的基因在体外剪切组合，并和载体（质粒、噬菌体、病毒）的DNA连接，然后转入微生物或细胞内，进行克隆，并使转入的基因在细胞或微生物内表达，产生所需要的蛋白质。目前，有60%以上的生物技术成果集中应用于医药产业，用以开发特色新药或对传统医药进行改良，由此引起了医药产业的重大变革，生物制药也得以迅速发展。生物制药就是把生物工程技术应用到药物制造领域的过程，其中最为主要的是基因工程方法。即利用克隆技术和组织培养技术，对DNA进行切割、插入、连接和重组，从而获得生物医药制品。生物药品是以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织为起始材料，采用生物学工艺或分离纯化技术制备，并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量而制成的生物活化制剂，包括菌苗、疫苗、毒素、类毒素、血清、血液制品、免疫制剂、细胞因子、抗原、单克隆抗体及基因工程产品（DNA重组产品、体外诊断试剂）等。目前，人类已研制开发并进入临床应用阶段的生物药品，根据其用途不同可分为三大类：基因工程药物、生物疫苗和生物诊断试剂。这些产品在诊断、预防、控制乃至消灭传染病，保护人类健康中，发挥着越来越重要的作用。

鉴于世界上技术先进，经济发达国家对生物技术的高度重视，面对世界新技术革命的挑战，我国“863”高科技发展计划把发展生物技术放在首位，结合我国国情，以解决发展我国农业、医药中存在的关键技术为重点，确定了三个主题：一是高产优质抗逆的动植物新品种、二是新型药物、疫苗和基因治疗、三是蛋白质工程。

4.生物技术的发展趋势

4.1生物技术在农业中的发展趋势

充分利用我国丰富的和特有的遗传资源，分离克隆有自主知识产权的基因和基因工程品种已刻不容缓，以期在以“基因”为核心的生物技术产业中取得主动。实现单基因生物抗逆向持久性抗逆、生物性抗逆向非生物性抗逆的转移。重视转基因植物的环境安全性评估，借鉴国外的成功经验，防止转基因植物危害的发生与蔓延。随着基因组时代向后基因组时代的过渡，研究重心已经从揭示生命的所有遗传信息转移到整体水平上对生物功能的研究。因此，在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律的蛋白质学的发展和成熟，必将与基因组研究互相补充,给农业生物技术带来革命性改变。建立一支专门的农业生物技术队伍，尤其是基因工程专业队伍，杜绝一哄而上，避免人财物的无谓浪费，把有限的资金用在刀刃上。

4.2生物技术在环境中的发展趋势

在污染的处理过程中，传统的物理或化学处理方法常伴随二次污染，且运行费用高，处理问题单一而微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性，并可将其作为代谢底物降解和转化因此，生物处理具有效果好、运行费用低、无二次污染等优势，是保障可持续发展的一项最有力的技术措施。[3]

生物技术的发展趋势将朝着传统技术的改良、与其他污染处理手段相结合和与现代高新技术相结合等方向发展，研究高效快速的工艺流程。

4.3生物技术在工业中的发展趋势

工业生物技术的新崛起有两个巨大的推动力，即社会强烈需求和生物技术的进步。人类社会发展迫切需要解决的问题是资源、能源、人口、环境问题.随着生物技术突破性进展，使得人类可以设计和构建新一代的工业生物技术，可高效快速地将各类可再生生物质资源转化为新的资源和能源。工业生物技术在生物能源、生物材料以及生物质资源化方面发挥着重要作用。[4]其中生物能源、生物材料、生物质资源化等都是现在以及将来发展的重中之重。

4.结语

生物技术是2l世纪改变人们生活方式最重要的科技手段。发展生物技术，实现产业化，将为国民经济培育新的增长点。大力发展生物技术和生物技术产业，需要有高水平的专业技术人才，只有高水平的专业技术人才才能掌握现代生物技术，为实现和发展生物技术产业作出应有的贡献。

参考文献：

[1]欧阳藩.生物技术发展现状及发展战略[J].现代化工，2004（6）：1-7.

[2]瞿礼嘉,顾红雅,胡苹等.现代生物技术导论[M].北京:高等教育出版社,1998.