Bài giảng Chương 1 - Công nghệ sinh học thực phẩm

  • Số trang: 70 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 122 |
  • Lượt tải: 0
thuvientrithuc1102

Đã đăng 15341 tài liệu

Mô tả:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM CHƢƠNG I: MỞ ĐẦU I. Giới thiệu Công nghệ sinh học thực phẩm 1.1 Một số khái niệm về công nghệ sinh học 1.2 Công nghệ sinh học thực phẩm II. Lịch sử phát triển và triển vọng I. Giới thiệu Công nghệ sinh học thực phẩm 1.1 Một số khái niệm về công nghệ sinh học 1.1.1 CÔNG NGHỆ SINH HỌC LÀ GÌ ? Giống nhƣ nhiều ngành khoa học công nghệ khác, thuật ngữ Công nghệ sinh học (Biotechnology) có nhiều định nghĩa khác nhau và hiểu nó cũng không thống nhất. Công nghệ sinh học có thể hiểu theo 2 nghĩa rộng và hẹp : – Theo nghĩa rộng bao gồm cả các ứng dụng lâu đời nhƣ lên men rƣợu, bia, phomat,...và cả các kĩ thuật cao cấp ngày nay. Theo nghiã này, CNSH xuất hiện cách đây hơn 100 thế kỉ (10000 năm). – Theo nghĩa hẹp: CNSH liên quan đến kĩ thuật hiện đại nhất nhƣ công nghệ di truyền và các kĩ thuật cao cấp khác nhƣ cố định enzyme, tạo dòng vi khuẩn tổng hợp protein người, tạo các kháng thể đơn dòng ... Theo nghiã này CNSH đƣợc tính từ 1970.   Công nghệ sinh học (Biotechnology) là một thuật ngữ khoa học do kĩ sƣ ngƣời Hungary là Karl Ereky nêu ra vào năm 1917 để chỉ quá trình nuôi heo (lợn) với quy mô lớn bằng thức ăn là củ cải đƣờng lên men. Tuy nhiên, thuật ngữ này ít đƣợc nhắc đến trong hơn 50 năm và chỉ đƣợc sử dụng rộng rãi sau phát minh ra kĩ thuật di truyền (KTDT) vào đầu thập niên 1970, nên có lúc đƣợc coi là sự bùng nổ CNSH. Trƣớc 1970, CNSH đƣợc hiểu là Công nghiệp lên men (Industrial fermentation) vi sinh vật để tạo thƣơng phẩm. Trong các thập niên 1960 và 1970, công nghệ lên men đã phát triển thành một ngành công nghiệp lớn trên thế giới với doanh số gần trăm tỉ USD/năm. Công nghệ sinh học (Biotechnology) và Công nghệ thông tin (Informatic technology) đƣợc coi là làn sóng thứ năm trong lịch sử phát triển của khoa học và công nghệ. Công nghệ sinh học (CNSH) có 3 cấp độ khác nhau: CNSH truyền thống nhƣ các hoạt động chế biến thực phẩm (rƣợu, giấm , sữa chua, dƣa chua, cà muối, pho-mát, tƣơng, nƣớc mắm, men bánh mì...), ủ phân, diệt khuẩn và ức chế vi sinh vật có hại... CNSH cận đại với việc sản xuất ở quy mô công nghiệp các sản phẩm của công nghệ lên men, công nghệ vi sinh vật (cồn, bia, dung môi hữu cơ, bột ngọt và các acid amin khác, acid citric và các acid hữu cơ khác, chất kháng sinh, nhiều vitamin, các loại vaccin, kháng độc tố, các kit chẩn đoán bệnh truyền nhiễm, thuốc trừ sâu sinh học, phân bón sinh học...). CNSH hiện đại chỉ mới xuất hiện trong vài thập kỷ gần đây. CNSH hiện đại sử dụng các kỹ thuật trao đổi, sửa chữa, tổ hợp hoặc cải tạo vật chất di truyền ở mức độ phân tử để tạo ra những loại vi sinh vật mới hoặc bắt các sinh vật này tạo ra các protein hay các sản phẩm khác mà vốn dĩ chúng ta không tạo ra đƣợc. CNSH hiện đại bao gồm các lĩnh vực Công nghệ di truyền (Genetic engineering, Công nghệ tế bào (Cell engineering), Công nghệ vi sinh vật/Công nghệ lên men (Microbial engineering/Fermentation engineering), Công nghệ enzym/protein (Enzym/Protein engineering) và CNSH môi trƣờng (Environmental biotechnology) Sự ra đời của Cách mạng sinh học mới làm cho thuật ngữ Công nghệ sinh học trở nên thông dụng vào nửa sau cuả thập niên 70. Trƣớc 1973, ngƣời ta thƣờng dùng các từ Vi sinh công nghiệp, Công nghệ lên men, Kĩ thuật sinh hoá,... Công nghệ sinh học là một thuật ngữ rất đạt, đã bao hàm trong nó tất cả những tên đã gọi các lĩnh vực ứng dụng trƣớc đây và với nội dung mới. Nó phản ánh những thành tựu hết sức to lớn của sự phát triển sinh học trong nhiều thập niên trƣớc đó. Cách mạng sinh học mới cao hơn hẳn về chất so với Cách mạng xanh vào những năm của thập niên 1960. 1.1.2 CÁC LĨNH VỰC CỦA CNSH Từ những năm 1970 đến nay, CNSH đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau và đƣợc phân loại theo các đối tƣợng hoặc ngành ứng dụng. a) CNSH phân loại theo các đối tượng  Công nghệ sinh học phân tử (Molecular biotechnology) gồm công nghệ gen và các ứng dụng kĩ thuật di truyền. Sản phẩm : các protein, vaccin tái tổ hợp; các chế phẩm dùng chẩn đoán và trị liệu; các vi sinh vật, động thực vật chuyển gen; …  Công nghệ sinh học protein và enzyme (Biotechnology of proteins and enzymes). Sản phẩm : + Các protein của máu; vaccin và kháng thể; hormone và nhân tố tăng trƣởng; interferon, interleukin; protein dùng cho phân tích; protein không xúc tác;... + Các enzyme công nghiệp (industrial enzymes) nhƣ protease, amylase, pectinase…; các enzyme cố định (immobilized enzymes); các enzyme từ vi sinh vật cực đoan (extremophiles); …. + Cảm biến sinh học (biosensor).  Công nghệ sinh học vi sinh vật (Microbial biotechnology). Sản phẩm : các loại thực phẩm lên men cổ truyền ( rƣợu, bia, phomat, tƣơng, chao ...), các enzyme, các acid hữu cơ, các amino acid, các thuốc kháng sinh, các biopolymer,...hay sinh khối tế bào vi sinh làm nguồn protein, kể cả nấm trồng....  Công nghệ sinh học thực vật (Plant biotechnology). Sản phẩm : Các cây vi nhân giống trong ống nghiệm (in vitro), các dòng tế bào từ nuôi hạt phấn, các dòng tế bào thực vật đƣợc nuôi in vitro ứng dụng trong nhân và chọn giống,...  Công nghệ sinh học động vật (Animal biotechnology). Sản phẩm : Các interferon, hormone chiết tách từ nuôi tế bào động vật, vaccin virus, các kháng thể đơn dòng, các tế bào gốc (stem cell) đƣợc nuôi tạo dòng (cloning) động vật, kĩ thuật mô tế bào, chẩn đoán nhanh đực cái, chuyển phôi ghép phôi,... Năm 1997, Wilmut công bố tạo dòng hay nhân bản vô tính (cloning) cừu Dolly gây chấn động dư luận thế giới. Cừu Dolly trắng và mẹ đẻ đầu đen giống Blackface Cho ñeán cuoái thaùng gieâng naêm 1996, coù ít nhaát 277 phoâi ñaõ ñöôïc taïo ra, ñöa vaøo oáng daãn tröùng cuûa caùc cöøu caùi khaùc nhau vaø thu laïi 247 phoâi. Trong soá ñoù coù 29 phoâi ñaõ phaùt trieån ñeán giai ñoaïn phoâi nang hoaëc phoâi vò vaø chuùng ñöôïc ñöa vaøo töû cung cuûa 13 cöøu mang thai. Chæ moät trong soá ñoù phaùt trieån thaønh thai vaø cöøu con soáng coù bieåu hieän caùc tính traïng bình thöôøng laø Dolly. Cừu Dolly nổi tiếng vì nó là động vật có vú đầu tiên được nhân bản và phát minh này có ý nghĩa lớn về mặt khoa học, đồng thời nhạy cảm về xã hội, vì nó mở ra khả năng nhân bản người. Tuy nhiên, cho đến nay kết quả ở cừu chưa lặp lại được do phần lớn chết non và cừu Dolly chóng già cũng đã chết. Các nhà khoa học cho rằng cần nghiên cứu lại từ đầu quá trình tái hoạt hoá nhân tế bào soma đã biệt hoá. Phát minh tế bào gốc tiếp theo mở ra triển vọng mới cho tạo dòng vô tính bằng cách sử dụng nhân tế bào gốc. b) CNSH gọi theo các lĩnh vực kinh tế xã hội Căn cứ các lĩnh vực kinh tế xã hội, CNSH gồm chủ yếu :  Công nghệ sinh học y học (Medical biotechnology).  Công nghệ sinh học thực phẩm (Food biotechnology).  Công nghệ sinh học năng lượng (Energetic biotechnology).  Công nghệ sinh học trong hóa học và vật liệu (Biotechnology in chemistry and materials).  Công nghệ sinh học nông nghiệp (Agricultural biotechnology).  Công nghệ sinh học môi trường (Environmental biotechnology). Ngoài những lĩnh vực này, nhiều hƣớng nghiên cứu chuyên sâu về nhiều vấn đề đã hình thành nhƣ CNSH hƣơng liệu (Aroma biotechnology), CNSH khoáng chất (Mineral biotechnology),…
- Xem thêm -