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生物技術的研究范文1
關鍵詞：食品檢測；生物技術；實踐；分析
一、食品檢測中應用生物技術的實踐分析
生物技術主要是以現代生命科學為基礎，將先進的科學原理和科學技術相結合，將生物體進行改造，生產出人們所需要的產品，生物技術主要利用動植物體對物質原料進行加工，是一門綜合性極強的學科。
下面筆者將分析在食品檢測中生物技術的應用，主要從食品的基因（DNA）探針檢測技術、基因（DNA）芯片檢測、免疫學檢測技術等多方面展開分析，具體如下。
（一）基因（DNA）芯片檢測
目前我國使用的基因（DNA）芯片檢測技術主要分為兩種，一是以芯片為基礎的基因（DNA）芯片檢測，另一種是以陣列為主的基因（DNA）微型陣列檢測技術，工作原理均是利用擴增儀（PCR）類型對在食品中采取的樣品DNA進行擴增，實驗的前提是在放置樣品的芯片上要預留DNA寡核苷酸，實驗標記的探針要使用經過熒光制備的探針、將樣品中的DNA和熒光探針進行雜交實驗，接著利用掃描機分布熒光的分布模式，以此來確定在食品樣品匯中存在著的基因?；颍―NA）芯片的分解結果比較的準確，且在實驗的過程中需要的實驗試劑比較少，具有較高的性價比。在食品安全的檢測中運用基因（DNA）芯片檢測技術，能夠實現對食品樣品自動化的檢測，確保檢測數據的精準和有效，通過對幾組檢測數據的分析能夠得知在食品安全檢測中運用基因（DNA）芯片檢測技術，能夠對轉基因農作物中的各類細菌進行精準、有效的檢測（包括：沙門氏菌、志賀氏菌等細菌），因此，這類技術在食品安全檢測中也占據著重要的位置。
（二）基因（DNA）探針檢測技術
基因（DNA）探針技術的專業術語又稱之為分析雜交技術，基因探針技術的工作原理是合理的運用基因的變形性，通過堿基相互配對方式來檢測食品中的DNA分子，簡單來說，這類技術的主要理論是將DNA分子的堿基配對作為主要的作為基礎的理論，這類技術能夠大幅對的提升食品檢測中的效率和質量。
在目前的食品檢測工作中基因探針技術的關鍵點就是基因（DNA）探針的構建，該技術也包括兩種雜交方式：同相雜交、異項雜交，兩種技術最主要的區別在于探針的構建方式上存在著差異、構建體系上也存在著較大的差異?；蛱结樇夹g在食品檢測中得到了廣泛的應用，能夠將食品中的葡萄球菌、大腸桿菌等菌類全部檢測出來。
同傳統的食品檢測方法相比較，基因（DNA）探針技術克服了傳統食品檢測中的不足之處，最終的檢測結果也更加的準確、檢測操作也比較簡單、且檢測的方式更加具有靈活性。唯一的缺點就是基因（DNA）探針技術的成本比較高，這一問題制約著該檢測技術的發展。
（三）免疫學檢測技術
免疫學檢測技術主要以抗體和抗原體之間的綜合反應為基礎，目前，我國運用的免疫學檢測技術情況下包括以下三類：免疫標計技術、棉衣凝集試驗、免疫沉淀反應。免疫檢測技術操作流程比較方便簡單，且這類技術的檢測成本比較低、檢測設備的靈敏性的比較高、檢測數據的分析容量也比較大。
目前，免疫z測技術在食品檢測中的應用比較廣泛，主要表現在能夠分析食品蛋白質的結構，免疫檢測技術中的酶聯免疫技術能夠檢測出食品的具體顯色，伴隨著科技的進步，在傳統的檢測技術上研發了新型的檢測技術，包括熒光檢測、放射檢測、磁性分離檢測等新型、先進的檢測技術，其中的酶標抗體具有抗體抗原反應，同時還能和酶的底物進行特性催化，在增加的底物的情況下，能夠根據底物的顯色做出科學、合理的分析和判斷。眾所周知，酶的催化效率比較高，能夠在特定的時間內將反應效果放大，因此，運用這種免疫學檢測技術檢測食品，得到的檢測結果準確率比較高，同時檢測過程中也具有較強的穩定性，但不可否認的是，這類技術無法運用在鮮活組織生物體上進行檢測。
（四）生物傳感器檢測技術
生物傳感器檢測技術具有一定的化學識別功能，這類技術的檢測材料比較股東，其中生物材料和信號裝置、能量器件為主要的構成系統，生物傳感技術在食品檢測方面具有很多的優勢，主要體現為生物傳感器檢測技術的操作比較簡單、檢測反應的速度比較快，檢測時需要的樣品也比較少（僅緩沖液體），能夠進行連續的檢測操作。檢測的時候具有較強的自動化檢測特點，這類技術能夠運用在肉類、魚類、乳制品等食品檢測中。
二、結束語
綜上所述，本文主要是對食品檢測中的生物技術應用進行了分析闡述，從基因（DNA）芯片技術、基因（DNA）技術、免疫學檢測、生物傳感器檢測技術幾個方面分析了食品檢測的流程及注意事項，在實際的食品檢測工作中，相關的技術人員還應該加大生物技術的研究力度，以此確保食品安全。
參考文獻：
生物技術的研究范文2
關鍵詞：生物技術；林木育種；基因工程
我國工業的不斷進步，城市化進程的不斷推進，我們生活水平不斷提高的同時，也帶來了一些的問題，引起我們的深度思考，生態環境遭到嚴重破壞，自然資源極度困乏，嚴重威脅到我們賴以生存的家園，如何更好地保護自然生態，已經成為我們刻不容緩的任務。近些年來，我們加大力度保護森林資源，在林木育種方面不斷研究，將先進的生物技術應用到林木育種上，有效地增加了林木產量、提高林木質量，有利于我國林業的穩步向前發展。
一、林木種質研究現狀
林木行業中越來越重視林木遺傳的研究，遺傳問題結合了林木變異的規律作為研究的理論指導，并結合了多種途徑和技術。在建國初期我國開始從事林木遺傳研究，20世紀60年代建立了第一批種子園。在造林種樹的種源選擇和針葉以及闊葉樹種的選擇上都做了相關的研究和調查。在之后的幾十年間，我國的林木遺傳育種已經取得了很大的進展，包括無性系選育、生物技術的遺傳、種源選擇等。有多種樹木的基因遺傳育種手段，其中美洲黑楊和歐美楊的三元作圖也有了很大的進展，獲得了世界上密度較高的樹木遺傳圖譜之一，經過試驗后表明具有很好的抗蟲能力，基因上有了很大的改進。而且分子標記輔助選擇育種也在多種樹木的育種上得到了應用，高產技術以及無性組織培養也得到大力推廣，為生長出優質的林木提供強有力的保障，促進林業的快速發展，同時，帶動林業相關產業的快速發展，有利于實現經濟效益、生態效益的相互統一，獲得最大經濟效益的同時，更好地保護生態環境。
二、生物技術在林木種質中的應用
生物技術是指利用生物體系和先進的生物學相關技術，經過一些人為的加工，為人們在生物學上的需要提供科學技術手段來達到生物學的要求，實現一定的科技進步。生物技術廣泛地應用到林木育種方面，為林業培育出更優質的樹種，達到最高的成活率，保證林木的數量與質量。在生物技術中基因工程、細胞工程和組織培養，是在林木育種中應用比較廣泛的，并且取得了一定的成果，在林木的各項性能以及防病蟲害和抗旱性都有所提高，切實在增加林木產量的同時，不斷提高林木質量，從而，更有利于生態環境的保護。
1.應用原理和優勢
生物技術作為一門比較新型的科學，包括很廣闊的內涵。早在上世紀30年代就已經有學者提出細胞學說，推動了組織培養的發展，出現了更多的植物新品種，更加優質的基因得到了好的應用。其優越性主要有以下幾點表現：首先是能夠改變常規育種改良品種的辦法，達到了從細胞水平去改造生物；其次是生物育種達到了定向改造生物的計劃，避免了傳統育種的諸多麻煩；最后是生物育種能夠產生更多的品種，使很多不可能的性能得到體現，為新資源提供了條件與發展空間，生物技術在林木育種上的應用與研究，符合新時代的發展要求，滿足了人們對生態資源的深層次需求，林木育種方面的不斷創新，將推動我國林業發展進入全新的高度，翻開新的篇章。
2.林木細胞工程
植物細胞具有發育的全能性，即一個植物細胞可以在一定適宜的條件下成長為一個完整的植株，細胞工程就是利用細胞的全能性達到植物的培養。在培養的時候只要選擇有一定優勢的植物進行培育，保留其含有的優良基因，然后細胞就會表現出具有所有組織性能的全能性，通過這種辦法繁殖的植物樹種正處于不斷的發展之中。培育的主要辦法有：單倍體培養，即通過誘導未成熟的花粉使其發育成為單倍體；體細胞遺傳變異，這樣能夠增加細胞的突變率，篩選出具有優良性能的細胞系進行繁殖；體細胞雜交與原生質體融合，將一些具有分化潛力的材料經過一定的處理之后使其盡快的恢復細胞壁，然后分化形成完整的植株；另外還有人工種子，將植物的小塊組織裝在培養基里面進行繁殖，這樣能夠有驚人的繁殖速度，產生很大的經濟效益。與此同時，推動我國營林造林等項目的順利開展，促進了經濟效益與生態效益、社會效益，三者的相互統一，更好地實現對森林資源的有效保護與利用，促進我國林業以及相關產業的蓬勃發展。
3.林木基因工程
基因工程技術是利用克隆、分離和轉移等技術，將一些有著特定需要性狀的基因，通過生物或者化學等方法導入到植物體內，進行相關基因的繁殖，最后實現對于林木樹種的方向性改良。林木基因具有一定的復雜性，基因的數量較大，在進行基因導入的時候常常會出現一些不穩定的因素。外源基因需要能夠進入到染色體上才能夠表達出來，而且需要經過減數分裂之后才有效，所以比較難以形成。目前很多的抗病蟲害育種等應用轉基因的較多，能夠很好的有針對性的進行培養。在很多的被子植物中都實現了基因的有效轉移，基因在導入之后得到了很好的表達，實現了植物的再生。
4.現代生物技術在林木種質資源改良中的應用前景
近些年來，生物技術飛快發展，其中分子標記技術與轉基因技術日趨成熟，已開始應用于林木種質資源和改良研究領域，前景廣闊。生物技術作為21世紀高技術的核心，將在許多領域發揮巨大的作用，我國已把大力發展生物技術在林木種質改良的利用作為經濟戰略的重點，以生物技術為依托的高新技術產業群正在興起，把生物技術運用到林業上，將會大大節約空間、時間、人力和物力，生物技術將成為林木種質改良的重要手段，會創造出巨大的經濟效益和社會效益。
結語：科技的不斷進步推動著我國在生物技術方面的廣泛應用，特別是生物技術在林木育種上的應用，將我國傳統的林木育種方式不斷改良，從而培育出更優質的品種，保證了林木的產量與質量，極大程度推進了我國林業的發展歷程，運用科學先進的技術，實現林業資源的可持續發展。
參考文獻：
[1] 馬和平，李毅等.生物技術在林木育種中的應用[J].河北林果研究，2013（4）.
生物技術的研究范文3
1現代生物技術分析
1.1探針核酸監測技術
探針核酸檢測技術是使用特定核苷酸序列出現特異性互補已知核苷酸片段作為探針，主要分析片段長度的多樣性，被標記的探針可以使用在植物細胞組織內、探測溶液、固定生物膜同源核酸序列。探針核酸監測技術有高度靈敏性以及特異性，當前在環境微生物監測中廣泛使用。
1.2PCR技術
PCR（PolymeraseChainReaction）技術是指生物學的聚合酶鏈式反應，主要是指在聚合酶的催化中將特定的引物設置為監測起點，通過延伸、退火以及變性等步驟將DNA體外復制，可以快速的在異地使用體外復制所有目的的DNA。聚合酶鏈式反應有特異性強、靈敏度高優勢，可以在監測大量評價樣品以及環境中的污染。
2在大氣污染中的實踐
大氣污染是指使用生物監測對大氣質量進行分析研究，確定環境污染程度。在生物系統中，大氣污染給動植物的生存帶來了嚴重的污染，因為植物有在固定的溫度、濕度中生長的特征，導致植物沒有科學辦法避免有害物質污染。植物對大氣中有害物質有一定敏感性，所以在環境監測中便于監測以及管理，環境監測中現代生物技術在大氣污染中的實踐中可以使用采取植物葉子的方式當做需要監測的樣品。植物可以通過大氣污染程度完整的反應出來，在大氣污染實踐中常用的監測植物有以下種類：
2.1氟化物指示植物
通過植物可以反映出氟化物的對象主要有：苔蘚、金線草、唐菖蒲、大蒜、郁金香以及梅樹等植物。通常情況下，使用現代生物技術監測受污染比較明顯的植物，葉子形狀轉變為尖形，并且葉面上有一定程度的傷斑，出現在葉脈上的癥狀則比較少。受環境污染的傷斑是淺褐或者紅褐色。
2.2二氧化碳所指示植物
二氧化碳污染指示的植物主要有海棠、煙草、向日葵、番茄以及柑橘等。通常受環境污染比較明顯，癥狀主要是植物葉子上出現不規則的傷斑，顏色主要是白色、棕色以及黃褐色等，同時植物葉子上也不同程度的出現點狀傷斑。
3在水體污染中的實踐
3.1微生物群監測
水體系統中比較重要的組成部分是微生物群，微生物群在水體出現污染時可以快速的感應。一般情況下在環境監測中使用的監測手段是泡沫塑料塊聚氨酯法，該手段是在水體中投入一定量含有聚氨酯的塑料塊，對水體中微生物群落收集監測。和傳統水體環境監測方式對比，這種方法速度快、經濟、準確，同時還可以在污染監測中廣泛使用。
3.2生物法監測
使用生物法監測水體污染的方式主要是使用生物監測方式對水體監測。使用現代生物科技中的生物法對水體污染情況進行分析。生物法監測水體污染情況可以將水體污染帶來的不利影響全面展示出。水體污染比較嚴重、可以反映出的生物有蚊幼蟲、小顫藻以及顫蚓類生物。
4在土壤污染中的實踐
4.1動物監測法
使用動物監測法控制土壤受污染的情況，使用這種方式進行監測時，通常情況下可以將蚯蚓當作監測對象，因為蚯蚓有比較高的敏感性，可以覺察到土壤中是否含有農藥、鉛等有害物質。除此之外，使用現代生物技術進行土壤污染監測時因為土壤中有一定鎘物質含量，和蚯蚓體內鎘物質含量有一定關聯性，因此蚯蚓在土壤污染的應用中具有一定意義。
4.2植物監測法
使用微生物監測法對土壤污染進行監測主要是指使用土壤指示植物對土壤受污染情況進行監測。如果土壤遭到一定污染，受到污染的微生物會出現一定程度的反應，并且有污染比較明顯的植物出現代謝異常的癥狀。比如遭到土壤污染的植物表面出現明顯傷斑、構成成分發生改變、呼吸作用不斷加強或者減弱、發育減慢等情況。
4.3微生物監測法
現代生物技術監測土壤污染情況可以通過微生物監測法對土壤進行監測，土壤污染源主要是人類糞便、尿液等污染源，同時灌溉過程中使用污水也會對土壤造成不同程度的污染，使用微生物監測可以對土壤污染的狀況和程度全面評價。
5結語
生物技術的研究范文4
關鍵詞:生物工程；環境保護；技術應用
1前言
生物工程是近年來一門嶄新的學科領域,該學科的研究內容是生命科學,但是由于其學科的綜合性強,能夠推廣至很多領域的產品研發和新技術的應用。生物工程也在不同的需求中得到飛速的發展,培養了一批相關技術人才,在人類對環境保護的概念日益增強的今天,逐步應用于環境保護的工作中,由于其具有高效綠色環保的特點,因此在環境保護領域有著巨大的潛在應用價值。
2我國自然環境面臨的問題
我國從解放后,經濟逐步復蘇,國家對工業生產也投入了許多資金和人力,使得我國的經濟在解放后出現了快速增長,在改革開放后,我國經濟增長再一次邁上了新臺階,經濟增長速度飛快,無論是從工業生產還是居民消費水平,都取得了令人矚目的成就,然而這一切的發展卻給自然環境帶來了十分嚴重的影響。在解放初期,由于工業水平比較落后,使用的機器設備都十分落后,技術水平也很難達到發達國家的標準,我國的工業生產都屬于高能耗的生產模式,大量的生產造成我國自然資源的大量開采和浪費,隨后的發展中,技術能力逐漸開始趕上發達國家,但是對自然環境保護的意識仍然沒有在人們心中扎根,經濟發展還是在原有的模式下進行,無論是工業生產還是農業生產,對環境的影響進一步惡化,自然資源被人為破壞,很多獨特的稀有資源都面臨枯竭,自然環境開始給人類敲響了警鐘,這種無節制的開發和破壞最終將會影響社會發展節奏。因此我國開始倡導可持續發展的戰略目標,將經濟發展和環境保護相結合,達到共同發展的目的,在保障工農業生產所必須的資源,大力加強對環境污染的治理工作,并積極尋找可替代能源,發展清潔能源,保護人類賴以生存的自然環境,也為社會的長遠發展提供保障。
3當前生物工程技術的特點
中國現有的環境污染情況由于歷史遺留問題較多,再加上現代化生產和生活的排放,對環境保護的治理工作一直是重點和難點?，F代化生物工程的發展為環境保護工作提供了一條嶄新的途徑,也由于近些年生物工程技術在環境污染治理方面取得了很多成績使它受到了廣泛的關注。生物工程技術通過使用生物制劑將污染物從環境中分解,清除,整個過程不存在二次污染,且處理效果較好,具有十分重要的應用價值,而且從環境系統的角度看,通過生物工程技術引入的生物制劑,對環境的影響也小,通過對整個生態環境失衡的調平,達到環境保護的效果,因此其環保功效顯而易見。生物工程技術的靈活度高,能夠根據不同污染物的特點,結合基因工程的先進技術有針對性的開展治理工作,并且從實踐上現實了可持續發展的環境保護概念,逐漸在環境保護和污染物治理領域表現出卓越的優勢,受到環境保護領域工作的高度關注。
4生物工程技術在環境保護領域的應用
可以看出生物工程技術具有諸多優點,使得生物工程技術在環保領域受到廣泛的歡迎,其主要的污染治理成績表現在以下幾個方面:
(1)工業和生活廢水的整治。
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,然而由于生產和生活污水的污染,使得人類賴以生存的水源都出現了不同程度的污染,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活動,更嚴重的會影響到人類的生存。對污水的治理問題一直都是環境保護的重點問題,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,還容易造成水體的二次污染,隨著清潔的水資源越來越少,環境保護領域向生物工程技術投入了研究,并獲得了良好的效果,通過使用生物工程的相關技術,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境沒有威脅的清潔水,可以在不引入二次污染的同時達到較好的凈水效果。廢水問題是困擾現在人們的重點問題,如果有效處理廢水呢？利用現代生物技術可以達到有效成果。根據現代化城市對污水排放要求的提高,生物工程領域也發展了新型技術已達到排放標準,并推動污水處理產業的發展。
(2)空氣的凈化。
實際上利用生物工程將空氣凈化的方法已經早已應用,現在已經成為比較成熟的技術在空氣凈化領域廣泛使用,由于這種方法對資金要求低,環保性能高,凈化效果好,在未來也存在著巨大的市場潛力。
(3)對固體垃圾的處理。
固體垃圾也是環境污染的一種難以處理的問題,原有的方法通過掩埋等處理時間長,或者對環境造成二次污染,因此迫切需要尋找新的方法,生物工程技術的應用解決了這些問題,可以通過生物分解代謝,有效將固體垃圾進行處理,還能夠反復使用,減少垃圾處理的成本,其處理后的垃圾變廢為寶,能夠作為農業生產中的綠色肥料,使整個環境污染的處理過程循環成為一個環保過程,產生一定的經濟收益,是現如今最優的污染處理方法。
(4)利用生物技術維護環境。
將生物工程技術延伸到對環境的維護領域也是一項重要的應用,可以利用生物工程技術整治各種污染物的方法將自然環境凈化,在現有基礎上提升自然環境質量,在治理污染的同時防止污染的發生,從根本上解決環境污染的問題。
5結論
通過上述內容的分析,可以看出生物技術在環境污染整治和維護的領域能夠發揮重要的作用,可以將環境保護技術從現有的防御轉為提前維護,保證自然環境與人類發展的和諧統一,避免因人類社會的發展需求對環境造成的惡劣影響。加強對生物工程的研發力度,促進相關污染處理技術的發展,能夠為人類的可持續發展提供更強大的保護。
參考文獻
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生物技術的研究范文5
關鍵詞:生物技術;基因工程;細胞工程
現代生物技術的迅猛發展,成就非凡,推動著科學的進步,促進著經濟的發展,改變著人類的生活與思維,影響著人類社會的發展進程?，F代生物技術的成果越來越廣泛地應用于醫藥、食品、能源、化工、輕工和環境保護等諸多領域。生物技術是21世紀高新技術革命的核心內容,具有巨大的經濟效益及潛在的生產力。專家預測,到2010～2020年,生物技術產業將逐步成為世界經濟體系的支柱產業之一。生物技術是以生命科學為基礎,利用生物機體、生物系統創造新物種,并與工程原理相結合加工生產生物制品的綜合性科學技術?，F代生物技術則包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程和發酵工程等領域。在我國的食品工業中,生物技術工業化產品占有相當大的比重;近年,酒類和新型發酵產品以及釀造產品的產值占食品工業總產值的17%?，F代生物技術在食品發酵領域中有廣闊市場和發展前景,本文主要闡述現代生物技術在食品發酵生產中的應用。
一、基因工程技術在食品發酵生產中的應用
基因工程技術是現代生物技術的核心內容,采用類似工程設計的方法,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行剪切、組合、拼接,再將人工重組的基因通過載體導入受體細胞,進行無性繁殖,并使目的基因在受體細胞中高速表達,產生出人類所需要的產品或組建成新的生物類型。
發酵工業的關鍵是優良菌株的獲取,除選用常用的誘變、雜交和原生質體融合等傳統方法外,還可與基因工程結合,進行改造生產菌種。
(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。將優良酶基因轉入面包酵母菌中后,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,面包加工中產生二氧化碳氣體量提高,應用改良后的酵母菌種可生產出膨潤松軟的面包。
(二)改良釀酒酵母菌的性能
利用基因工程技術培育出新的釀酒酵母菌株,用以改進傳統的釀酒工藝,并使之多樣化。采用基因工程技術將大麥中的淀粉酶基因轉入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉發酵,使生產流程縮短,工序簡化,革新啤酒生產工藝。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,提高生香物質含量的啤酒酵母菌株。
(三) 改良乳酸菌發酵劑的性能
乳酸菌是一類能代謝產生乳酸,降低發酵產品pH值的一類微生物。乳酸菌基因表達系統分為組成型表達和受控表達兩種類型,其中受控表達系統包括糖誘導系統、Nisin誘導系統、pH 誘導系統和噬菌體衍生系統。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,但是已經發現質粒pN42和PJBL2用于構建德氏乳桿菌的克隆載體。有研究發現乳酸菌基因突變有2種方法:第一種方法涉及(同源或異源的)可獨立復制的轉座子,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酵劑具有優良的發酵性能,產雙乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的穩定形成能力、抗雜菌和病原菌的能力較強。
二、細胞工程技術在食品發酵生產中的應用
細胞工程是生物工程主要組成之一,出現于20世紀70年代末至80 年代初,是在細胞水平上改變細胞的遺傳特性或通過大規模細胞培養以獲得人們所需物質的技術過程。細胞工程主要有細胞培養、細胞融合及細胞代謝物的生產等。細胞融合是在外力(誘導劑或促融劑)作用下,使兩個或兩個以上的異源(種、屬間) 細胞或原生質體相互接觸,從而發生膜融合、胞質融合和核融合并形成雜種細胞的現象。細胞融合技術是一種改良微生物發酵菌種的有效方法,主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產物的產量、使菌種獲得新的性狀、合成新產物等。與基因工程技術結合,使對遺傳物質進一步修飾提供了多樣的可能性。例如日本味之素公司應用細胞融合技術使產生氨基酸的短桿菌雜交,獲得比原產量高3倍的賴氨酸產生菌和蘇氨酸高產新菌株。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酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗所用該技術獲得了優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,微生物細胞融合的對象已擴展到酵母、霉菌、細菌、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域的新菌種。
三、酶工程技術在食品發酵生產中的應用
酶是活細胞產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。酶工程是現代生物技術的一個重要組成部分,酶工程又稱酶反應技術,是在一定的生物反應器內,利用生物酶作為催化劑,使某些物質定向轉化的工藝技術,包括酶的研制與生產,酶和細胞或細胞器的固定化技術,酶分子的修飾改造,以及生物傳感器等。酶工程技術在發酵生產中主要用于兩個方面,一是用酶技術處理發酵原料,有利于發酵過程的進行。如啤酒釀制過程,主要原料麥芽的質量欠佳或大麥、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、蛋白質降解不足,從而減慢發酵速度,影響啤酒的風味和收率。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、單寧等不良雜質在糖化過程中浸出,從而降低麥汁色澤。二是用酶來處理發酵菌種的代謝產物,縮短發酵過程,促進發酵風味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風味的主要因素,是判斷啤酒成熟的主要指標。當啤酒中雙乙酰的濃度超過閾值時,就會產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,一般在啤酒發酵后期還原雙乙酰需要約5～10d 的時間。崔進梅等報道,發酵罐中加入α-乙酰乳酸脫羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可縮短發酵周期,減少雙乙酰含量。
四、小結
在食品發酵生產中應用生物技術可以提高發酵劑的性能,縮短發酵周期,豐富發酵制品的種類。不僅提高了產品檔次和附加值,生產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的發展。隨著生化技術的日益發展,相信會開發出更多物美價廉的發酵制品,使生物加工技術在食品發酵工業中的應用更加廣泛。
參考文獻
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生物技術的研究范文6
1 城市含磷含氮污水的環境危害
城市污水具有危害人類健康，污染環境的破壞性影響性；根據來源主要可以被分為生活污水和工業污水兩部分；其中含有的氮和磷物質不僅會加劇水物質的富營養化，氮磷等物質還會發生反應生成具有超強好氧性的氨氮物質來降低水物質的氧含量，不僅如此，含有氮磷等物質的污水由于反應所生成的某些含氮化合物對于人類和自然界的其他生物也都是有毒害性影響的，為此，國際上規定的氮磷的排放量也日漸嚴格。
2 生物除磷脫氮相對關系研究
雖然國際上對于污水治理技術研究很早就開始了，但是采用生物脫氮除磷技術進行污水處理卻是近二十年才新興的。生物除磷脫氮技術具有良好的市場前景，因為它比起污水處理常用的物理化學技術較為經濟實惠，可以有效的節約成本；還能將我們較為熟悉的二級生物污水治理技術充分進行高效率高質量的改進改善，也正因為如此，生物除磷脫氮技術才成為現今使用率最高，發展前景最好的污水處理技術。
2.1 生物除磷結構流程以及技術原理
2.1.1 技術原理通常情況下生物處理活性污泥里面，磷含量僅占污泥干燥狀態下比重的百分之二左右。然而，如果處于厭氧一好氧進行變換的狀態下，污泥里面的一微生物就會發生變化，釋放出比平常高很多的磷含量。
2.1.2 污水處理生物除磷技術系統
一般通過污泥的厭氧需氧變化進行除磷的技術流程（如圖1所示）比較簡單，只要就是在厭氧池里面進行化學物質聚磷菌的反應代謝后從而減緩BOD含量同時得到物質磷。然后再經過需氧反應器的化學物質聚磷菌的需氧呼吸活動，在對物質BOD進行氧化作用后通過轉變為聚合磷酸鹽來把磷物質有效地儲存在污水的異養菌聚磷菌里面。通過國內外對生物除磷技術的研究進行調查，我們發現各國學者所使用技術機理雖然標準不一樣，所獲得的技術形式卻是多種多樣。圖1：基本除磷技術流程圖
2.2 生物脫氮結構流程以及技術原理
2.2.1 污水處理生物脫氮原理
將污水處理的生物脫氮技術依據反應類型劃分，可以分成氨的硝化作用和反硝化兩種類型。一般進行硝化作用就主要是指將氨作為電子變化的供方，而將分子氧視為電子的受方，通過進行氮從兼具負三價電子的物質NH4反應變化成帶有正三價電子的NO2一以及帶有正五價電子的NO3。然而本質上僅僅是發生了水下氮的化合態形態轉變，根本將水中氮的實際含量進行改變，反應性質就是避免污水水體發生富養化現象，但污染問題根本沒得到處理。與此相對的反硝化卻恰恰相反，通過污水中硝酸鹽物質作為氮電子受方，讓碳源成為氮電子的實際供方，這期間雖然也是通過硝酸鹽里面的氮電子變化，可不同的是這個反應過程生成了氣態氮（如N2、N2O），氣體可以從污水中揮發出去，從而真正實現氮的治理。
2.2.2 污水處理生物脫氮技術系統
生物脫氮系統的基本流程如下圖2所示。缺氧反應器是脫氮工藝的核心，通過污水中的一些有機物當做氮電子進行轉移的供方，將反應產生的物質硝酸鹽氮當做氮電子進行轉移的受方進而充分把污水中的氮脫掉。只是為了保證反應過程的正常進行，必須保證該反應中有充足的碳源如下圖圖3所示。隨著社會的發展，生物脫氮技術也在不斷進步，現如今這種技術在概念以及技術工藝方面都發生了全新的變化比如時下比較盛行的生物脫氮短程硝化反硝化反應方法、硝化反硝化同時進行反應的生物脫氮以及生物脫氮的厭氧氨氧化技術等等。圖2：生物脫氮系統基本流程圖3：脫氮處理基本過程結構圖
2.3 城市污水處理生物除磷脫氮技術之間關系
（1）SRT（即污水污泥齡）方面的技術矛盾：我們首先分析一下除磷技術，根據除磷技術使用的系統反應原理，污水中SRT與磷含量成反比關系，較長時效的SRT會由于有機物質的缺失而出現磷物質的自我消融，甚至由于物質自融后污水處理后的排泥量逐步減少而影響我們對污水中磷含量的去除效率；然而對于脫氮技術來看，由于脫氮主要是進行硝化以及反硝化反應，其中硝化反應主要依靠自養型好氧菌，反硝化反應主要依靠兼性菌，雖然兩個反應相比較而言前者所需SRT較大，可是為了實現兩個反應的效率最大化，一定比例內通常是呈現SRT與脫氮技術的正比關系。
（2）碳含量的需求矛盾：生物脫氮因為兩個反應中硝化反應必須達到一定標準的碳氮配比，而反硝化反應由于主要利用硝酸鹽作為氮電子反應變化的承受方，不需一定標準的碳含量污水中含碳量物質完全可以滿足，所以只需達到硝化反應的碳氮標準即可；然而對于除磷技術只需要污水中某些有機質以及微生物達到一定配比就可以，基本是不需要碳物質的。
（3）硝酸鹽對于兩項技術的互反性影響：我們知道脫氮工藝需要硝酸鹽，但是除磷工藝硝酸鹽在厭氧反應只會產生阻礙發酵反應甚至大量消耗除磷工藝過程中所必須的低分子有機物質。雖然現在有些除磷工藝技術比如開普敦研發的UCT除磷技術已經通過加大反硝化解決回流污泥問題從而充分控制了硝酸鹽對除磷工藝的影響，但是，硝化鹽對于除磷脫氮兩方面污水處理技術理論上的影響還是存在。
3 城市污水處理對生物除磷脫氮技術的改進需求
通過上文我們了解到生物除磷脫氮技術是存在很多矛盾的，為了更好地進行污水治理工作，我們需要充分均衡生物除磷脫氮工藝，研究可以將除磷與脫氮緊密相連的綜合性污水處理技術，雖然現在已經有很多改進性技術，比如為了解決碳物質引起的除磷脫氮矛盾，一般是將工藝進行順序倒敘把原來放在技術后面的缺氧反應部分提到最前面，同時將厭氧反映部分放到工藝的最后。這樣就可以讓工藝中需要一定標準碳量的脫氮菌最先接觸到碳物質，充分將反硝化反應進行速度提升。與此同時，還可以將原有的硝酸鹽對除磷的干擾性降低。除此之外還有一項實踐證明效果顯著的新工藝就是污水除磷脫氮同步氧化溝技術（如下圖圖4所示）。這個新技術主要通過將活性污泥處理反應進行加時， 從而實現減少甚至充分把控污水中污染物質，以及簡化了工藝流程，節約操作成本等目的，目前我國已經在四川新都修建了新技術展示的示范性工程。下面就探討一下除磷脫氮組合技術改進方向問題：圖4：污水除磷脫氮處理同步氧化溝技術3.1 新技術研究設想：
①氧環境轉換設想：因為生物除磷應該在好氧、厭氧相互適時變換的條件下進行，生物脫氮要在分開后的好氧、缺氧環境下進行反應。為此我們可以參考圖五結構將氧氣分為好氧、缺氧、厭氧三種環境。并根據氧環境的改變，以及改進進水或回流等方法進行技術整合，現今類似的組合工藝主要有UCT、SBR、氧化溝以及生物轉盤等。圖5②技術組合分布改進設想：運用城市污水處理過程中除磷工藝的厭氧好氧性作為原理進行常溫環境下污水氨氮發生亞硝酸化反應以及目前使用比較多的ANAMMOX和CANON等技術，實現高效率，高質量，低消耗的綜合技術需要對操作流程進行污水循環治理。
4 結論
城市污水處理生物技術中，除磷脫氮工藝是最為復雜最為艱難的，但是相信只要我們能對生物除磷脫氮進行有效研究，并充分做好除磷脫氮技術間的平衡問題，城市污水生物除磷脫氮技術一定會為污水處理帶來更高效率以及更高的經濟效益。
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