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篇1

【關(guān)鍵詞】食品工程；基因工程；現(xiàn)代生物技術(shù)

隨著社會的不斷變革，人們的生活水平逐漸提高，對于食品安全提出了更高的要求。由此觀之，對于我們中國人而言，食品安全是極其重要的。在食品工程中，我們會用到很多技術(shù)，其中，生物技術(shù)是最較常見的。舉個例子，在食品工程中使用乳酸菌、酵母菌等。隨著社會的不斷進(jìn)步，食品工程也開辟出新的發(fā)展路徑，與此同時，與生物技術(shù)更加緊密地結(jié)合在一起。與傳統(tǒng)的生物技術(shù)相比較，現(xiàn)代生物技術(shù)的效率更高，能夠更加有效地促進(jìn)食品工程取得新的突破，能夠帶動整個行業(yè)的進(jìn)步。所以，在食品工程中積極開發(fā)現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用，能夠幫助我們研發(fā)出更多新的產(chǎn)品，為食品工程創(chuàng)造出一片更加廣闊的發(fā)展天地。

1.基因工程

最近這些年以來，基因工程取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，開拓出越來越廣闊的發(fā)展空間。在生物學(xué)方面，基因工程應(yīng)用非常廣泛，同樣，在食品工程方面，基因工程的應(yīng)用范圍也逐漸在擴(kuò)大。尤其是近幾年來，轉(zhuǎn)基因技術(shù)得到了非常廣泛的應(yīng)用，由于轉(zhuǎn)基因食品的出現(xiàn)，人們更加關(guān)注食品的安全問題。實際上，這僅僅是基因工程在食品生產(chǎn)方面的一個應(yīng)用。除此之外，基因工程在動物性食品的開發(fā)過程中也發(fā)揮著不容小覷的作用。舉個例子，2009年，我國第一次利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)的抗凝血酶蛋白純品，這項工程不僅對環(huán)境的危害非常小，而且不會需要過多的人血，防止病毒擴(kuò)散對人體造成損傷。除此之外，這項工程的成本相對比較低，與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，很多功能得到了非常大的改善。具體表現(xiàn)在以下兩個方面：

1.1 優(yōu)化食品工程資源及食品品質(zhì)

在食品工程中應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)逐漸成為一種新時代的潮流?；蚬こ炭梢允购芏鄠鹘y(tǒng)產(chǎn)品得到很大的改善，甚至可以利用生物技術(shù)研發(fā)出更多新的產(chǎn)品。與此同時，還可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。除此之外，我們可以利用反義RNA技術(shù)，讓植物或者蔬菜的成熟成為可控因素，這樣可以使蔬菜的保質(zhì)期和儲存期變得久一點。同樣，這項技術(shù)也可以在畜產(chǎn)品身上得到淋漓盡致的發(fā)揮，以滿足更多的消費者的需求。

1.2 改良食品工程菌種

利用微生物菌種進(jìn)行食品生產(chǎn)在很多食品工程中都會應(yīng)用到，像我們?nèi)粘Ｉ钣玫降尼u油、酸奶等。產(chǎn)品的產(chǎn)量以及產(chǎn)品的質(zhì)量在很大程度上取決于微生物菌種的質(zhì)量 ，因此，我們通過研究基因工程，在菌種研究中應(yīng)用我們的研究成果，這是改善食品質(zhì)量的一條非常重要的捷徑。比如，我們可以把A-乙酰乳酸脫羧酶的基因在啤酒酵母中進(jìn)行復(fù)制，這樣就可以使啤酒的風(fēng)味得到改良；在啤酒的純種發(fā)酵過程中，可以采取嗜殺酵母的措施提高啤酒的質(zhì)量。再者說，在有氧條件下，乳酸桿菌的存活時間一其中蘊含的一種酶的活性正相關(guān)，而且，根據(jù)很多的研究資料顯示，這種酶能夠抗衰老、抗腫瘤，防止細(xì)胞發(fā)生凋亡，對某些基因進(jìn)行克隆。這樣，就可以使保健產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)一步得到保障。

2.蛋白質(zhì)工程

最近幾年來，蛋白質(zhì)工程也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，這個工程主要針對于蛋白質(zhì)的生產(chǎn)、合成等展開研究，與我們的食品工程有著緊密的聯(lián)系。當(dāng)前，這項工程主要運用在對纖維素酶的性質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化或者使凝乳酶的性質(zhì)得到改善等方面。在自然界中，我們能夠直接獲取的酶種并不多，因此，市場上的這種酶非常稀少。但是，如果我們大力開發(fā)蛋白質(zhì)工程，就可以使這個情況得到有效的緩解。

3.細(xì)胞工程

利用細(xì)胞工程，我們可以使植物的形狀得到有效改善，也可以研制出更高效的酶制劑、添加劑等。所以，很多人都投身在這個研究之中。當(dāng)前，細(xì)胞工程所涉足的領(lǐng)域主要是一些天然食品或者天然的添加劑，具有非常廣泛的應(yīng)用范圍，而且，發(fā)展前景不可估量。因此，我們要著力開發(fā)這項技術(shù)，讓這項技術(shù)在食品工程中發(fā)揮更大的作用。

4.生物酶工程

最近幾年來，發(fā)達(dá)國家的酶工程發(fā)展非常迅速。發(fā)展了很多功能性食品添加劑。我們可以借助酶的催化作用，酶制劑始終保持新鮮，把外界對于酶制劑的不好的影響降低到最低，這樣既可以保持酶制劑的原有特性，又可以優(yōu)化酶制劑的質(zhì)量。舉個例子，溶菌酶對革蘭氏陽性菌的溶菌作用非常強(qiáng)，我們可以利用這個作用使乳制品、干酪、肉制品、水果的保鮮時間延長。不僅催化作用強(qiáng)，而且對人體沒有毒害，需要的條件也相對比較簡單。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 楊春瑜，李次力，石彥國，劉寧，楊春莉.國內(nèi)外高等學(xué)校食品工程專業(yè)教學(xué)對比研究[J].科教文匯（下旬刊）. 2013（08）

[3] 張O.日本食品工程研究狀況[J].糧油加工與食品機(jī)械. 1994（02）

篇2

人類社會的發(fā)展離不開對自然資源的需求和對環(huán)境的影響,因此自然環(huán)境與人類社會的發(fā)展步伐之間存在著相互制約的緊密聯(lián)系。近年來日益突出的自然資源緊張和環(huán)境污染嚴(yán)重的問題嚴(yán)重影響了社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,社會各界都在尋求解決環(huán)境問題的新技術(shù),現(xiàn)代化的生物技術(shù)為人類提供了嶄新的途徑,本文將對生物技術(shù)解決環(huán)境問題時發(fā)揮的重要作用予以討論。

關(guān)鍵詞:

生物工程；環(huán)境保護(hù)；技術(shù)應(yīng)用

1前言

生物工程是近年來一門嶄新的學(xué)科領(lǐng)域,該學(xué)科的研究內(nèi)容是生命科學(xué),但是由于其學(xué)科的綜合性強(qiáng),能夠推廣至很多領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)和新技術(shù)的應(yīng)用。生物工程也在不同的需求中得到飛速的發(fā)展,培養(yǎng)了一批相關(guān)技術(shù)人才,在人類對環(huán)境保護(hù)的概念日益增強(qiáng)的今天,逐步應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)的工作中,由于其具有高效綠色環(huán)保的特點,因此在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域有著巨大的潛在應(yīng)用價值。

2我國自然環(huán)境面臨的問題

我國從解放后,經(jīng)濟(jì)逐步復(fù)蘇,國家對工業(yè)生產(chǎn)也投入了許多資金和人力,使得我國的經(jīng)濟(jì)在解放后出現(xiàn)了快速增長,在改革開放后,我國經(jīng)濟(jì)增長再一次邁上了新臺階,經(jīng)濟(jì)增長速度飛快,無論是從工業(yè)生產(chǎn)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(fā)展卻給自然環(huán)境帶來了十分嚴(yán)重的影響。在解放初期,由于工業(yè)水平比較落后,使用的機(jī)器設(shè)備都十分落后,技術(shù)水平也很難達(dá)到發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn),我國的工業(yè)生產(chǎn)都屬于高能耗的生產(chǎn)模式,大量的生產(chǎn)造成我國自然資源的大量開采和浪費,隨后的發(fā)展中,技術(shù)能力逐漸開始趕上發(fā)達(dá)國家,但是對自然環(huán)境保護(hù)的意識仍然沒有在人們心中扎根,經(jīng)濟(jì)發(fā)展還是在原有的模式下進(jìn)行,無論是工業(yè)生產(chǎn)還是農(nóng)業(yè)生產(chǎn),對環(huán)境的影響進(jìn)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(huán)境開始給人類敲響了警鐘,這種無節(jié)制的開發(fā)和破壞最終將會影響社會發(fā)展節(jié)奏。因此我國開始倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo),將經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)相結(jié)合,達(dá)到共同發(fā)展的目的,在保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所必須的資源,大力加強(qiáng)對環(huán)境污染的治理工作,并積極尋找可替代能源,發(fā)展清潔能源,保護(hù)人類賴以生存的自然環(huán)境,也為社會的長遠(yuǎn)發(fā)展提供保障。

3當(dāng)前生物工程技術(shù)的特點

中國現(xiàn)有的環(huán)境污染情況由于歷史遺留問題較多,再加上現(xiàn)代化生產(chǎn)和生活的排放,對環(huán)境保護(hù)的治理工作一直是重點和難點?，F(xiàn)代化生物工程的發(fā)展為環(huán)境保護(hù)工作提供了一條嶄新的途徑,也由于近些年生物工程技術(shù)在環(huán)境污染治理方面取得了很多成績使它受到了廣泛的關(guān)注。生物工程技術(shù)通過使用生物制劑將污染物從環(huán)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(yīng)用價值,而且從環(huán)境系統(tǒng)的角度看,通過生物工程技術(shù)引入的生物制劑,對環(huán)境的影響也小,通過對整個生態(tài)環(huán)境失衡的調(diào)平,達(dá)到環(huán)境保護(hù)的效果,因此其環(huán)保功效顯而易見。生物工程技術(shù)的靈活度高,能夠根據(jù)不同污染物的特點,結(jié)合基因工程的先進(jìn)技術(shù)有針對性的開展治理工作,并且從實踐上現(xiàn)實了可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境保護(hù)概念,逐漸在環(huán)境保護(hù)和污染物治理領(lǐng)域表現(xiàn)出卓越的優(yōu)勢,受到環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域工作的高度關(guān)注。

4生物工程技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用

可以看出生物工程技術(shù)具有諸多優(yōu)點,使得生物工程技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域受到廣泛的歡迎,其主要的污染治理成績表現(xiàn)在以下幾個方面:

(1)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。

(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(jīng)早已應(yīng)用,現(xiàn)在已經(jīng)成為比較成熟的技術(shù)在空氣凈化領(lǐng)域廣泛使用,由于這種方法對資金要求低,環(huán)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(huán)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(huán)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(shù)的應(yīng)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(jìn)行處理,還能夠反復(fù)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的綠色肥料,使整個環(huán)境污染的處理過程循環(huán)成為一個環(huán)保過程,產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)收益,是現(xiàn)如今最優(yōu)的污染處理方法。

(4)利用生物技術(shù)維護(hù)環(huán)境。將生物工程技術(shù)延伸到對環(huán)境的維護(hù)領(lǐng)域也是一項重要的應(yīng)用,可以利用生物工程技術(shù)整治各種污染物的方法將自然環(huán)境凈化,在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提升自然環(huán)境質(zhì)量,在治理污染的同時防止污染的發(fā)生,從根本上解決環(huán)境污染的問題。

5結(jié)論

通過上述內(nèi)容的分析,可以看出生物技術(shù)在環(huán)境污染整治和維護(hù)的領(lǐng)域能夠發(fā)揮重要的作用,可以將環(huán)境保護(hù)技術(shù)從現(xiàn)有的防御轉(zhuǎn)為提前維護(hù),保證自然環(huán)境與人類發(fā)展的和諧統(tǒng)一,避免因人類社會的發(fā)展需求對環(huán)境造成的惡劣影響。加強(qiáng)對生物工程的研發(fā)力度,促進(jìn)相關(guān)污染處理技術(shù)的發(fā)展,能夠為人類的可持續(xù)發(fā)展提供更強(qiáng)大的保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]郭艷霞.論生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用.科技與創(chuàng)新,2015,21.

[2]劉彪.探究生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用及前景.房地產(chǎn)導(dǎo)刊,2015,9.

[3]楊宇蒿,王碧文.現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展之我見.經(jīng)貿(mào)實踐,2015,4.

篇3

關(guān)鍵詞：生物工程技術(shù)；藥用資源；中藥材

所謂生物工程技術(shù)就是以生物學(xué)的理論和技術(shù)為核心組成部分，并且融入了化工、機(jī)械以及電子計算機(jī)等現(xiàn)代工程技術(shù)，能夠完美地操作分子生物學(xué)的成果，以此來制造出大批的有用代謝產(chǎn)物或體現(xiàn)出特殊生理功能的全新產(chǎn)業(yè)。在全球范圍內(nèi)，中國的藥用植物資源是最為龐大的國家之一，然而隨著發(fā)展的深入，使得我國對于藥用植物的需求不斷增長，從而出現(xiàn)了藥用植物資源稀缺的現(xiàn)象。

1 中藥材的種植

在我國中藥培育具有著很長的一段歷程，在起初的一段時間內(nèi)，基本上都是培育較為珍貴的中藥材，但到20世紀(jì)80年代后，就實行了大批量對中藥材相關(guān)的培育工作。2000年，我國逐漸實現(xiàn)并開展了GAP工作內(nèi)容?，F(xiàn)如今，我國大部分區(qū)域都依次建立起了多樣化的培育基地。我國中藥材種植培育基地基本上可以分為3個類型：（1）大型中藥企業(yè)所創(chuàng)建的種植培育基地。（2）具有豐富中藥材種植培育經(jīng)驗并且保存至今的基地。（3）農(nóng)場化的中藥材種植培育基地。事實證明，中藥材的種植和培育工作，必須結(jié)合著科學(xué)技術(shù)進(jìn)行開展，才能夠?qū)χ兴幉牡钠贩N擇優(yōu)、種質(zhì)的評價以及培育工作有一個良好的體現(xiàn)。傳統(tǒng)的培育方式過程較長，而生物工程技術(shù)的融合，能夠在一定程度上縮短時間上的限制，還能夠有效地推動中藥材的野生撫育。野生撫育基本上可以分為2種類型：（1）針對現(xiàn)有的培育技術(shù)和方式還不夠完善的品種。（2）已培育的藥材綜合性狀遠(yuǎn)低于野生的藥材。野生撫育中藥材，能夠取得最大程度的經(jīng)濟(jì)效益，并且不會打破原本的生態(tài)環(huán)境。

2 生物工程技術(shù)生產(chǎn)藥物植物的優(yōu)質(zhì)種苗

在對中藥材進(jìn)行種植培育工作時，如果運用較為傳統(tǒng)的培育技術(shù)和方式，不能夠有效快速地培育出大批量的優(yōu)質(zhì)品種，但是通過生物工程技術(shù)，就能夠在此問題上得到相應(yīng)的改善。運用生物工程技術(shù)中的快速繁殖技術(shù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)快速生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種苗的目標(biāo)。在運用生物工程技術(shù)種植培育中藥材過程中，基本上有著2種較為合理的方法：（1）利用藥用植物的外植體來引出愈傷組織。（2）利用體細(xì)胞胚的途徑。當(dāng)然，在對中藥材進(jìn)行培育的過程中，還應(yīng)該特別重視幾個關(guān)鍵要素：（1）外植體要進(jìn)行擇優(yōu)處理，挑選出具有活力、有效成分高的來開展相關(guān)的愈傷組織的誘導(dǎo)。（2）選擇適合中藥材生長的環(huán)境和土質(zhì)來對種苗開展地上部分和根的誘導(dǎo)。（3）栽培出的種苗向土地中的過度轉(zhuǎn)移問題。從目前情形來分析，我國中的降香資源非常緊張并且嚴(yán)重缺失，基本上只能通過海外進(jìn)口來滿足需求。然而海南洋浦生物工程公司利用組織培育的模式孕育出了大批的降香種苗，并且在通過溫室對種苗進(jìn)行了相應(yīng)的提煉，并使其生長到一定程度，成功地將其轉(zhuǎn)移到外界進(jìn)行野生撫育工作。降香的成功經(jīng)驗也推動了其他藥用植物資源發(fā)展。生物工程技術(shù)已經(jīng)被大范圍的運用到各個領(lǐng)域中，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也得到了相應(yīng)的運用和推廣。

3 生物工程技術(shù)生產(chǎn)中藥的活性成分

最近幾年中，大多數(shù)的中藥材基本上都是由藥廠開展相應(yīng)的提取分離，并且相應(yīng)地制造成中藥提取物，而且有大部分中藥提取物被出口至國外，從而使得大批中藥材資源出現(xiàn)了嚴(yán)重缺失和損耗。通過熟練地運用生物工程技術(shù)，能夠大量地獲取藥用植物中的活性成分，在進(jìn)行較大范圍培育工作下，能夠顯著地節(jié)約成本。

4 結(jié)論

生物工程技術(shù)在藥用植物資源上的合理開展和運用，有利于保護(hù)瀕臨絕種的藥用植物，對我國中醫(yī)藥的發(fā)展存在著決定性的意義，不僅僅是藥用資源的核心模式，還對中國以及全球范圍的中醫(yī)藥發(fā)展提供了相應(yīng)的保障。

參考文獻(xiàn)

1 高文遠(yuǎn)，肖培根.生物工程技術(shù)與藥用植物資源保護(hù)[J].中草藥，2008（7）

2 周選圍，陳文強(qiáng)，鄧百萬，王智，彭浩，林娟.生物技術(shù)在藥用真菌資源 開發(fā)與保護(hù)中的應(yīng)用[J].中草藥，2005（3）

篇4

[關(guān)鍵詞] 創(chuàng)新型人才 人才培養(yǎng)方案 平臺 模塊 課程群

現(xiàn)代生物工程技術(shù)是當(dāng)今世界科學(xué)發(fā)展中極為重要、極為活躍的科學(xué)領(lǐng)域,尤其是基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程進(jìn)展迅速,連同近年來該領(lǐng)域又逐步發(fā)展形成的蛋白質(zhì)工程、生化工程技術(shù)等,已在社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,與人類的生產(chǎn)、生活密不可分。

鄭州大學(xué)在原有“生物技術(shù)”本科專業(yè)開設(shè)及建設(shè)的基礎(chǔ)上,于2007年起設(shè)立“生物工程”本科專業(yè)。該專業(yè)的設(shè)立不但將對河南省生物工程與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著重要的推動作用,而且對學(xué)校的學(xué)科建設(shè)也非常重要,直接影響到鄭州大學(xué)工程學(xué)科的綜合實力。2008年鄭州大學(xué)將“生物工程”專業(yè)列為全?！敖虒W(xué)內(nèi)容與課程體系改革與建設(shè)”試點專業(yè),要求在原有人才培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上,對“生物工程”專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行修訂完善,并將相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和知識體系進(jìn)一步進(jìn)行整合,制定出新的培養(yǎng)方案。生物工程專業(yè)舊的人才培養(yǎng)方案是在專業(yè)開辦申請時參考教育部生物科學(xué)與生物工程教學(xué)指導(dǎo)委員會擬定的“生物工程專業(yè)規(guī)范”的基礎(chǔ)上制定的,為此我們根據(jù)學(xué)校課程體系改革的精神及要求,結(jié)合學(xué)科發(fā)展特點、國內(nèi)外生物工程技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢,以及鄭州大學(xué)生物與工程技術(shù)學(xué)科的實際,對該專業(yè)的課程體系框架及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合建設(shè),以期滿足生物工程學(xué)科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。

一、認(rèn)真組織調(diào)研,學(xué)習(xí)國內(nèi)相關(guān)高校開展課程體系改革與建設(shè)經(jīng)驗

在明確課程體系改革與建設(shè)的目標(biāo)和任務(wù)的基礎(chǔ)上,我們對國內(nèi)教育部直屬重點大學(xué)及部分地方特色高校開展課程體系改革的經(jīng)驗與做法進(jìn)行了認(rèn)真地調(diào)研和分析,重點圍繞生物工程學(xué)科發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步對專業(yè)教育帶來的影響、生物工程專業(yè)課程體系的優(yōu)化與教學(xué)內(nèi)容的整合重建、實踐教學(xué)體系構(gòu)建與教學(xué)模式探索、生物工程與技術(shù)學(xué)科教學(xué)方法改革等進(jìn)行深入的研究和分析總結(jié)。通過調(diào)研,負(fù)責(zé)“課程體系改革與建設(shè)”的老師及教學(xué)委員成員深受啟發(fā),對充分學(xué)習(xí)和借鑒各高校課程體系改革與建設(shè)過程中所取得的各項成果、經(jīng)驗,以及進(jìn)一步明確專業(yè)辦學(xué)方向、理請辦學(xué)思路,明確生物工程專業(yè)模塊設(shè)置方向等具有積極意義。

二、瞄準(zhǔn)學(xué)科前沿及國家生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策,明確專業(yè)發(fā)展方向

隨著生物工程與技術(shù)學(xué)科的迅速發(fā)展,其在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中越來越發(fā)揮著重要作用。生物工程技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)境等行業(yè),發(fā)展日新月異。2007年2月28日,國務(wù)院召開“十一五”期間高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題研究會議,強(qiáng)調(diào)“十一五”期間,要把加快發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)放在突出重要的戰(zhàn)略位置。加快發(fā)展生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物能源、生物制造、生物環(huán)保等行業(yè),加強(qiáng)生物資源的保護(hù)和開發(fā)利用,強(qiáng)化生物安全管理體系建設(shè)。形成一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生物技術(shù)產(chǎn)品,培育一批大型生物企業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)基地,使生物產(chǎn)業(yè)真正發(fā)展成為增長速度快、質(zhì)量效益好、帶動效益強(qiáng)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

三、整合教學(xué)內(nèi)容及知識點,確定新的人才培養(yǎng)方案體系框架

基于生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)在于,掌握生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計等基礎(chǔ)理論,基本技能,能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計生產(chǎn)管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才。在充分借鑒國內(nèi)其他高校經(jīng)驗與做法的同時,我們對原有課程的教學(xué)內(nèi)容、知識體系進(jìn)行了認(rèn)真整合。

1.原有教學(xué)內(nèi)容及知識體系存在的問題

問題主要反映在實踐實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)及課程體系結(jié)構(gòu)兩個方面。前者有:(1)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)形式單一。主要是分散的課程實驗,缺乏集中安排的課程及專業(yè)綜合實驗、專業(yè)課程設(shè)計及各種實習(xí)、實訓(xùn)等;(2)實習(xí)、實訓(xùn)等實踐教學(xué)基地數(shù)量嚴(yán)重不足,急需加強(qiáng)建設(shè)以滿足實踐實習(xí)教學(xué);(3)實驗教學(xué)綜合性、創(chuàng)新性實驗項目比例偏少,需要進(jìn)一步增加。(4)沒有完全建立獨立于理論教學(xué)的實踐教學(xué)體系。實踐、實習(xí)環(huán)節(jié)需要進(jìn)一步加強(qiáng)。尤其是與生物技術(shù)專業(yè)相比,生物工程專業(yè)辦學(xué)需要進(jìn)一步與企業(yè)密切聯(lián)合。

在課程體系結(jié)構(gòu)方面,傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)方案包含有必修課(含公共、學(xué)科基礎(chǔ)及專業(yè)必修課)、限選課(學(xué)科基礎(chǔ)及專業(yè)限選課)和選修課,總學(xué)時和學(xué)分分別達(dá)到3410學(xué)時和182分。必修課過多(尤其是大平臺課),選修課較少。必修課學(xué)分比例甚至達(dá)到60%以上,擠占了學(xué)生對專業(yè)及其它課程的自主選修學(xué)分。同時,大量的課堂教學(xué)也同樣擠占了學(xué)生對其它課程自主選修,不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性的調(diào)動和發(fā)揮,不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

2.采取有效措施,推進(jìn)知識點整合

在教學(xué)計劃制定過程中,我們考慮了學(xué)校有關(guān)文件精神要求、其它高校改革的成功經(jīng)驗和做法以及學(xué)科本身特點。具體措施有:(1)知識體系重疊部分前移講授。根據(jù)學(xué)科特點,召開課程體系論證專家會議,充分征求教師和專家意見進(jìn)行調(diào)整。(2)公共基礎(chǔ)平臺課進(jìn)行嘗試性改革。壓縮部分課程學(xué)時、學(xué)分等;(3)對生物學(xué)基礎(chǔ)課程進(jìn)行整合。根據(jù)專業(yè)特點,將植物生物學(xué)、動物生物學(xué)整合為普通生物學(xué)開設(shè),增加專業(yè)選修課比例,學(xué)科群課程增加前沿性、應(yīng)用性課程比例,多學(xué)科知識點重新梳理、銜接,強(qiáng)化實驗實習(xí)環(huán)節(jié),以及將課堂教學(xué)與大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目結(jié)合等。(4)明確各門課程在培養(yǎng)計劃中的地位與邊界,界定各門課程的講授范圍,避免課程之間的重復(fù)和脫節(jié),注重學(xué)科知識的綜合性與實用性,注意學(xué)科間知識的銜接、推進(jìn)、滲透及有機(jī)聯(lián)系,克服課程之間的松散性,壓縮、刪減課程重復(fù)和內(nèi)容陳舊的部分,將新的理論、方法和先進(jìn)的科技成果引入課程教學(xué)內(nèi)容。通過課程教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)設(shè)計與合理編排,培養(yǎng)專業(yè)范圍寬、基礎(chǔ)知識厚、綜合素質(zhì)高、工作能力強(qiáng)的復(fù)合型人才。

3.教學(xué)內(nèi)容知識點及人才培養(yǎng)方案體系框架的確定

參照教育部專業(yè)規(guī)范重新梳理知識體系及知識點,明確生物工程專業(yè)共有的100多個知識單元。這些知識單元分屬于不同的專業(yè)知識領(lǐng)域,同時開設(shè)理論課并配備相應(yīng)的實踐教學(xué)內(nèi)容以加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新、動手能力培養(yǎng)。這些知識領(lǐng)域包括基礎(chǔ)生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、工程制圖、發(fā)酵工程、化工原理、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程與分子生物學(xué)、生物分離工程、生物工程設(shè)備、生物反應(yīng)工程、發(fā)酵工廠設(shè)計概論等。

四、按照培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)科發(fā)展特點,制定新的人才培養(yǎng)方案

生物工程學(xué)科發(fā)展迅速,其中生物制藥、發(fā)酵工程領(lǐng)域在整個生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)值及行業(yè)規(guī)模較大,從就業(yè)和學(xué)科前景來看,我們計劃設(shè)置上述兩個專業(yè)模塊,即生物制藥模塊(服務(wù)于制藥領(lǐng)域)和發(fā)酵工程模塊(技術(shù)服務(wù)于多農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)保、制造等多個領(lǐng)域)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合學(xué)校新的培養(yǎng)方案設(shè)置要求,我們按照“平臺+模塊+課程群”的體系制定出了新的人才培養(yǎng)方案。

(一)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

生物工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)定位于,培養(yǎng)掌握生物工程技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理、掌握生物制藥或發(fā)酵工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計等基礎(chǔ)理論、基本技能,能在生物制藥或發(fā)酵工程領(lǐng)域從事設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的高素質(zhì)工程技術(shù)人才。

(二)專業(yè)培養(yǎng)基本要求

專業(yè)培養(yǎng)要求本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)微生物學(xué)、生物化學(xué)、生化工程原理、生物工程等方面的基本理論和基本知識,受到生物技術(shù)與工程等方面的基本訓(xùn)練,具備在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的基本能力。

畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識和能力:具有寬泛的文化知識、較高的文化素養(yǎng),不僅具備從事本專業(yè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)工作的基本能力和素質(zhì),而且有一定的人文社會科學(xué)和自然科學(xué)基本理論知識;掌握現(xiàn)代生物學(xué)、生化工程原理、生物制藥或發(fā)酵工程領(lǐng)域核心課程的基本理論、基本知識和基本技能;具備在生物制藥或發(fā)酵工程領(lǐng)域從事工程設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的基本能力,具有獨立獲取知識、提出問題、分析問題和解決問題的基本能力及開拓創(chuàng)新精神;熟悉生物工程技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展有關(guān)的方針、政策和法規(guī);了解當(dāng)代生物工程技術(shù)的理論前沿和發(fā)展動態(tài);掌握生物工程技術(shù)領(lǐng)域文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的科學(xué)研究和實際工作能力。

(三)專業(yè)模塊方向設(shè)置及主要課程

1.生物制藥模塊

主要課程包括:基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、免疫學(xué)與抗體工程、生物反應(yīng)工程原理、生物技術(shù)制藥、發(fā)酵工廠設(shè)計概論、生物工程產(chǎn)物分離技術(shù)、藥學(xué)概論、生物化學(xué)綜合實驗、分子生物學(xué)綜合實驗、生物信息學(xué)、生物工程設(shè)備、實驗動物學(xué)、工程制圖。

2.發(fā)酵工程模塊

主要課程包括:基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、環(huán)境微生物學(xué)、生物反應(yīng)工程原理、微生物生理學(xué)、發(fā)酵工廠設(shè)計概論、生物工程產(chǎn)物分離技術(shù)、儀器分析、生物化學(xué)綜合實驗、分子生物學(xué)綜合實驗、生物信息學(xué)、生物工程設(shè)備、微生物學(xué)綜合實驗、工程制圖。

“生物工程”專業(yè)新的人才培養(yǎng)方案除包括上述模塊設(shè)立外,特別注重減少課堂教學(xué)總學(xué)時數(shù),通過精選教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法等推動創(chuàng)新型教學(xué)及人才培養(yǎng)。規(guī)定本專業(yè)須修滿指導(dǎo)性教學(xué)計劃中規(guī)定課程學(xué)分173學(xué)分,其中平臺課95學(xué)分(比例54.5%),模塊課5分(34.0%),課程群1分(比例11.0%)。使得課程體系結(jié)構(gòu)更為合理,更加有利于將學(xué)生從填鴨式的課堂教育中解放出來,對培養(yǎng)具有自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神的生物工程類人才具有積極意義。

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篇5

2013年底召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會議提出了2014年經(jīng)濟(jì)工作的主要任務(wù)，其中“切實保障國家糧食安全”首次躍升為六大任務(wù)之首，糧食安全亦首次被提至“國家戰(zhàn)略”高度。會議要求必須實施以我為主、立足國內(nèi)、確保產(chǎn)能、適度進(jìn)口、科技支撐的國家糧食安全戰(zhàn)略。要依靠自己保口糧，集中國內(nèi)資源保重點，做到谷物基本自給、口糧絕對安全。更加注重農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全，轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，抓好糧食安全保障能力建設(shè)。在實現(xiàn)糧食安全產(chǎn)能方式上也與以往明顯不同，改變通過調(diào)動農(nóng)民積極性、保護(hù)農(nóng)地資源等多種方式增加產(chǎn)能，把“科技支撐”擺在突出位置。

實現(xiàn)糧食安全的第一要素是必須具備安全的土壤環(huán)境：無論是保障糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)實現(xiàn)數(shù)量上的安全，還是從源頭避免化肥、農(nóng)藥殘留以及重金屬污染等問題保證糧食質(zhì)量，直至“長治久安”保持可持續(xù)的糧食生產(chǎn)能力，先決條件都是必須有高品質(zhì)的農(nóng)田――國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于建立健 全糧食安全省長責(zé)任制的若干意見》將耕地問題放在首位：強(qiáng)調(diào)要鞏固和提高糧食生產(chǎn)能力，堅決守住耕地紅線，加快建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，提高糧食生產(chǎn)科技水平，建立新型糧食生產(chǎn)經(jīng)營體系，增強(qiáng)糧食可持續(xù)生產(chǎn)能力。

據(jù)國家機(jī)構(gòu)權(quán)威調(diào)查統(tǒng)計：全國土地荒漠化速度超過治理速度，荒漠化土地面積以每年2469平方公里的速度增長，由于水土流失、貧瘠化、次生鹽堿化和土壤酸化等原因，已造成40%以上耕地土地地力減退。全國優(yōu)質(zhì)耕地只占全部耕地的21%。按照耕地等級劃分：一等地占41%，二等地占34%，三等地占20%，其余部分已經(jīng)不宜繼續(xù)耕種;按產(chǎn)量劃分，高產(chǎn)田占29.7%，中產(chǎn)田占30.3%，低產(chǎn)田占40%。

同時由于受工業(yè)污染等多方面影響，特別是農(nóng)業(yè)方面。40年的化學(xué)農(nóng)業(yè)，大量的不合理施用化肥和農(nóng)藥，直接或間接地污染土壤，造成土壤板結(jié)、次生鹽堿化影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，并最終隨食物鏈進(jìn)入人體。

國家整體糧食安全需要在糧食數(shù)量、質(zhì)量以及糧食可持續(xù)性生產(chǎn)三方面得到保障，土地是實現(xiàn)糧食安全保障第一要素：無論是糧食數(shù)量上的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，還是質(zhì)量方面的綠色有機(jī)種植，直至實現(xiàn)糧食數(shù)量質(zhì)量均衡發(fā)展的可持續(xù)性生產(chǎn)，都必須有優(yōu)質(zhì)的耕地做基礎(chǔ)。因此必須針對全國耕地實際狀況，盡快開展大規(guī)模的改良治理工作，特別是應(yīng)用先進(jìn)的農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)改變現(xiàn)狀，從基礎(chǔ)上確保國家糧食安全。

（二）

“多菌系組合”生物工程技術(shù)經(jīng)過12年研發(fā)、實驗，被證明在實現(xiàn)“糧食安全，土壤改良，環(huán)境治理”發(fā)展理念方面效果顯著。這種應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生物工程技術(shù)，是在國內(nèi)外權(quán)威專家40年研究成果基礎(chǔ)上，繼續(xù)研發(fā)產(chǎn)生的一種具有多種微生物組合綜合體現(xiàn)效果的先進(jìn)技術(shù)。這項先進(jìn)生物工程技術(shù)已經(jīng)通過由國家科技部和農(nóng)業(yè)部組織的國家級鑒定，相繼獲得6項國家專利。

研發(fā)專家團(tuán)隊在自然環(huán)境存在的有益微生物中，經(jīng)過提純、復(fù)壯使之能夠適應(yīng)更嚴(yán)酷的環(huán)境，再根據(jù)不同用途從百余種有益微生物中選取25―35種微生物制成菌劑發(fā)揮組合作用。通過不同種的微生物配方來治理土壤現(xiàn)存的問題，從而解決糧食種植過程中的產(chǎn)量、品質(zhì)和恢復(fù)土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和應(yīng)有的養(yǎng)份。

“多菌系組合”生物工程技術(shù)及由其發(fā)酵而成的生物有機(jī)肥，以多種微生物組合、有效成分豐富、濃度高、穩(wěn)定等特點，在使用過程中具有顯著的優(yōu)勢：

單位面積使用量少：比較國內(nèi)市場其他生物有機(jī)肥動數(shù)百公斤甚至數(shù)噸的用法，這種生物有機(jī)肥用量小，每畝50―150kg即能收到明顯的效果;

投入產(chǎn)出比高：應(yīng)用這種技術(shù)產(chǎn)品增產(chǎn)顯著，蔬菜和經(jīng)濟(jì)作物投入產(chǎn)出比高達(dá)30―50;

廣譜性好：這種技術(shù)產(chǎn)品是一種天然生物添加劑，作用機(jī)理是通過微生物及其代謝產(chǎn)物調(diào)理植物新陳代謝，促進(jìn)植物吸收、生長、抗病;

土壤改良和污染治理：這種技術(shù)產(chǎn)品以活性微生物作用，能夠有效分解和鈍化土壤中農(nóng)藥殘留、油污污染和重金屬等;在濱海和內(nèi)陸鹽堿地治理綠化攻關(guān)過程中證明，能夠加快土壤修復(fù)速度，大大提高苗木的成活率。

“多菌系組合”生物工程技術(shù)經(jīng)過12年研究和試驗，已經(jīng)根據(jù)不同用途和市場需求，調(diào)配菌種和原料大批量制造兩個系列生物有機(jī)肥產(chǎn)品：（1）生物有機(jī)肥：應(yīng)用于果樹、主糧作物、設(shè)施農(nóng)業(yè)、油料作物、中草藥、茶葉和煙葉等方面;（2）土壤改良劑：應(yīng)用于濱海和內(nèi)陸型鹽堿土壤治理，改良各種原因?qū)е碌呢汃せ?、次生鹽堿化、土壤酸化耕地。已經(jīng)在大慶、白城、濰坊、東營、天津、曹妃甸等鹽堿、沙化土壤綠化工程中推廣應(yīng)用，應(yīng)用實驗證實：在提高成活率的同時，單位面積造價大為降低，對經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益貢獻(xiàn)巨大。

（三）

應(yīng)用“多菌系組合”生物工程技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品，在有機(jī)綠色種植、鹽堿地改良、大規(guī)模養(yǎng)殖環(huán)境污染治理等方面均取得顯著效果，尤其在土壤成份改良方面成績最為突出。

內(nèi)陸鹽堿土壤治理

2004年初，選取大慶草甸蘇打堿土作為實驗地，pH值8.2―9.3，“堿包”部位pH值高達(dá)10.3。土壤粘重，硬化，結(jié)構(gòu)不良。通過“多菌系組合生物工程技術(shù)（BPA-e）”產(chǎn)品應(yīng)用，土壤板結(jié)情況明顯改善，肥效擴(kuò)散作用明顯，肥料下部10厘米土壤pH值下降0.6―1.1，側(cè)方土壤pH值下降0.4―0.7，速效N、P、K含量分別提高2.7、1.6、3.3倍。

在“多菌系組合”生物工程技術(shù)產(chǎn)品在大慶市內(nèi)陸鹽堿地改造應(yīng)用實例證明：670畝草、灌木、喬木首年的總體成活率由原來的不到3%達(dá)到87%，次年沒有繼續(xù)施用肥料情況下，樹木成活率依然保持在80%以上。

濱海鹽漬土壤治理

2009年3月至2011年12月，應(yīng)用“多菌系組合”生物工程技術(shù)與天津泰達(dá)園林建設(shè)有限公司合作《微生物“BPA-e”菌肥改良濱海原生鹽土綠化技術(shù)集成研究與示范》項目。項目位于天津海濱大道永定新河收費站兩側(cè)臨近地段，總面積30畝原鹽池地域，改造前原生鹽土全鹽量1.9%―3.4%， pH值為7.6―8.4，經(jīng)過兩個生長季養(yǎng)護(hù)，改良后土壤含鹽量已經(jīng)降低到0.2%―0.4%，pH值降低到7.5―7.8，苗木成活率達(dá)到95.3%。每平方米綠化綜合造價降低38元。到目前我們天津區(qū)域改造的鹽漬地面積超過千畝。2014年我們與天津濱海區(qū)園林局合作，設(shè)立了利用生物土壤改良劑治理鹽堿土讓的新標(biāo)準(zhǔn)

含鹽堿成份的低產(chǎn)農(nóng)田改造

篇6

關(guān)鍵詞：生物工程；學(xué)生；實踐能力；培養(yǎng)途徑

中圖分類號：G71 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1000-8772（2013）15-0236-02

隨著生產(chǎn)力水平的提高和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為迎合社會對生物工程應(yīng)用型人才需求的增加，除工程類院校外，綜合性院校、師范院校都陸續(xù)開辦了生物工程專業(yè)。但一些學(xué)校在軟件和硬件上尚不能滿足對該方面人才培養(yǎng)的需要。而具有實踐能力的高素質(zhì)生物工程專業(yè)人才是就業(yè)競爭獲勝的前提。所以，單純靠課堂和書本上知識對生物工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)已難以適應(yīng)社會對人才的需求。如何彌補(bǔ)學(xué)校在軟件和硬件方面的不足、提高生物工程專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力，以及創(chuàng)新能力是擺在大家面前的一項重要任務(wù)。

一、實踐教學(xué)的重要性

生物工程專業(yè)是以工為主、理為輔、工理管結(jié)合的復(fù)合型專業(yè)，是培養(yǎng)掌握現(xiàn)代生物學(xué)和生物技術(shù)基本科學(xué)原理、基本技能、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計等基本理論，能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事產(chǎn)業(yè)化工程設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才。生物工程已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、輕術(shù)人員既要掌握生物工程上游技術(shù)和實驗室技術(shù)，又要有豐富的工程方面綜合素質(zhì)。上游技術(shù)若得不到工程性的轉(zhuǎn)化，就難以實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的目的。目前，大多數(shù)綜合型高等院校在生物工程專業(yè)教學(xué)方面，對學(xué)生實踐能力培養(yǎng)很重視，但從事科研實踐活動的機(jī)會仍然較少，學(xué)生的實踐能力較低的現(xiàn)象仍需要進(jìn)一步改善。

二、多開綜合性實驗課程以培養(yǎng)實踐能力

部分院校生物工程專業(yè)的實驗多以驗證性、重復(fù)性和演示性為主的基礎(chǔ)性實驗，條件好的綜合性院校開有綜合性實驗課。在多數(shù)情況下，實驗所涉及的各種試劑、材料及設(shè)備的準(zhǔn)備與調(diào)試等由教師在課前完成，學(xué)生按照既定的實驗步驟操作即可。在整個實驗過程中，學(xué)生較少主動思考，對整個實驗過程缺乏充分認(rèn)識，對操作過的實驗印象不深。雖然，基礎(chǔ)性實驗教學(xué)有利于學(xué)生掌握某一單元操作技術(shù)，但不利于學(xué)生全面了解與掌握生物工程的知識與技術(shù)，也不利于對生物工程專業(yè)操作技能全面訓(xùn)練。因此，可以結(jié)合教師的科研課題以及生產(chǎn)實際，合理設(shè)置實驗內(nèi)容，適當(dāng)控制驗證型實驗比例，加大設(shè)計型、綜合性實驗比例。

綜合性實驗應(yīng)具有一定的綜合程度，體現(xiàn)學(xué)科的交叉與應(yīng)用前景。生物工程專業(yè)的學(xué)生，可以結(jié)合個人興趣及將來的發(fā)展方向選擇感興趣的綜合性實驗。并且，提倡由學(xué)生自己準(zhǔn)備實驗材料、設(shè)計方案、完成實驗全過程，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用已學(xué)知識，根據(jù)實驗需要再學(xué)習(xí)的能力，通過完成實驗全過程來培養(yǎng)學(xué)生實際操作能力以及綜合能力。

三、開放實驗室的必要性

實踐教學(xué)是培養(yǎng)生物工程專業(yè)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，實驗室是高校進(jìn)行實踐教學(xué)的重要場所。它不僅是儀器設(shè)備和實驗所需的場所，而且是促進(jìn)知識轉(zhuǎn)化、提高學(xué)生實驗技能、培養(yǎng)具有工程實踐能力、創(chuàng)新能力的基地。

生物工程專業(yè)的性質(zhì)需要有開放的實驗室，實驗室的開放是高等院校適應(yīng)現(xiàn)代科技和教育發(fā)展的客觀要求。要加強(qiáng)學(xué)生的實踐能力培養(yǎng)，需要有開放的實驗室。在完成規(guī)定的實驗教學(xué)任務(wù)之后，根據(jù)不同層次學(xué)生的需要實行時間、空間和實驗內(nèi)容的開放，讓那些希望通過實施各種類型的研究課題對自己的動手能力提高、實踐能力增強(qiáng)、對生物工程領(lǐng)域操作得以鍛煉的學(xué)生提供場所。所以，開放實驗室是培養(yǎng)生物工程專業(yè)學(xué)生實踐能力必不可少的條件。

四、參加課題訓(xùn)練

1、參加教師的工程類研究課題

教師的研究課題所涉及的內(nèi)容一般是多方面、多學(xué)科的交叉，需要用多學(xué)科的理論知識及實驗方法去實施。讓學(xué)有余力、對實際操作感興趣的學(xué)生盡早參與教師的應(yīng)用性研究課題，為學(xué)生提供了解相關(guān)工程知識的實際應(yīng)用機(jī)會，在提高學(xué)生的實踐能力的同時，也有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)習(xí)的主動性和積極性。實踐證明，以教師的在研項目促學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)，是提高生物工程專業(yè)學(xué)生工程實踐能力的有效途徑之一。

2、參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目

大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，是以學(xué)生自主學(xué)習(xí)和教師指導(dǎo)相結(jié)合，以解決實際問題為切入點的科技活動。鼓勵優(yōu)秀學(xué)生以團(tuán)隊形式開展有指導(dǎo)性的工程訓(xùn)練、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)活動。學(xué)生可以根據(jù)生產(chǎn)需求自擬課題或結(jié)合指導(dǎo)教師的研究方向擬定課題，利用課余時間完成任務(wù)。能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)學(xué)生對實際操作能力培養(yǎng)的重視，同時也能激發(fā)學(xué)生對所學(xué)專業(yè)的熱愛。讓學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目是學(xué)生獲得實踐能力的又一重要途徑。

五、加強(qiáng)校外實習(xí)基地建設(shè)，培養(yǎng)工程實踐能力

與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相比，生物工程領(lǐng)域?qū)臉I(yè)人員的素質(zhì)要求更高，需要有扎實的理論基礎(chǔ)、很強(qiáng)的實踐能力、掌握生物工程工藝及生產(chǎn)過程的工程類應(yīng)用型人才?！爱a(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合，利用校外生物工程企業(yè)的生產(chǎn)車間作為學(xué)生實習(xí)場所，可以實現(xiàn)生物工程專業(yè)學(xué)生在校學(xué)習(xí)的生物工程上游技術(shù)、實驗室操作技能與生產(chǎn)單位的實際應(yīng)用相結(jié)合，是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、實踐能力以及工程綜合素質(zhì)的重要途徑。

1、“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合，提高學(xué)生實踐能力

結(jié)合校內(nèi)資源的優(yōu)勢，充分挖掘、發(fā)揮校外資源作用，讓社會、學(xué)校共同完成培養(yǎng)高素質(zhì)生物工程人才的任務(wù)?？梢圆捎谩罢堖M(jìn)來，派出去”的方式，聘請企業(yè)技術(shù)主管作兼職教授、舉辦講座、聯(lián)合培養(yǎng)等形式，也可以通過外派學(xué)生到校外科研單位或生物工程企業(yè)進(jìn)行實習(xí)或畢業(yè)設(shè)計；通過合作研究、共同研發(fā)產(chǎn)品等以密切學(xué)校與企業(yè)聯(lián)系，讓學(xué)生及時了解生產(chǎn)中的動態(tài)，使學(xué)生得到專業(yè)技能訓(xùn)練、社會實踐和綜合能力培養(yǎng)。

采用“產(chǎn)、學(xué)、研”合作模式，將學(xué)校教師的研究課題與企業(yè)需要結(jié)合，解決生產(chǎn)中遇到的問題，將實踐教學(xué)與研究課題結(jié)合，以達(dá)到科研課題為實踐教學(xué)服務(wù)，為生產(chǎn)需求服務(wù)，企業(yè)為實踐教學(xué)提供場所與豐富實踐教學(xué)素材的互利雙贏良性循環(huán)。這種注重“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合的人才培養(yǎng)體系，充分體現(xiàn)了實踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用，有益于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，以及實踐能力與綜合素質(zhì)的加強(qiáng)。

2、校外實習(xí)基地與學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)

篇7

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖 生物工程 教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.05.107

生物工程專業(yè)是生物學(xué)與工程相結(jié)合的一門交叉性學(xué)科，要求學(xué)生掌握生物學(xué)與生物工程學(xué)方面的基本理論，不僅需要具備獲取輕化生物技術(shù)理論知識，也需要具備從事生物技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)、生產(chǎn)過程控制檢驗等工作的綜合能力[1-2]。學(xué)生一旦需要參與產(chǎn)品生產(chǎn)就必須具備一定的工程技術(shù)理論?！豆こ讨茍D》一直是生物工程專業(yè)開設(shè)的必修課，一般安排在大一，是以培養(yǎng)學(xué)生對空間的認(rèn)知能力、立體思維能力以及讀圖、識圖、繪圖能力為主要任務(wù)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。

結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)及以往的教學(xué)過程發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有教學(xué)方式存在一定的問題：第一，學(xué)生沒有充分認(rèn)識機(jī)械制圖課程的重要性；第二，現(xiàn)有的機(jī)械制圖課程教學(xué)模式以及課件實例都是針對機(jī)械專業(yè)，并沒有專門針對特定的非機(jī)械類專業(yè)。針對這些在教學(xué)實踐中所暴露出的問題，如何開展生物工程專業(yè)機(jī)械制圖及CAD教學(xué)改革，提高教學(xué)效果，使學(xué)生真正做到學(xué)以致用，是亟待解決的人才培養(yǎng)與教學(xué)質(zhì)量問題。本文就如何針對生物工程專業(yè)進(jìn)行機(jī)械制圖和CAD教學(xué)進(jìn)行了分析，試圖解決在實際教學(xué)中的問題。

1 提高生物工程學(xué)生對《工程制圖》的認(rèn)識

我院生物工程專業(yè)主要是針對發(fā)酵方向，就業(yè)方向主要為酒廠、醬油發(fā)酵場、榨菜生產(chǎn)等相關(guān)發(fā)酵領(lǐng)域。雖然畢業(yè)生直接參與零件設(shè)計、機(jī)械加工裝配的情況很少，但有很大一部分畢業(yè)生會從事發(fā)酵設(shè)備的管理和維修，甚至發(fā)酵工廠的設(shè)計等工作，這就需要具備閱讀機(jī)器原理圖樣的能力?？梢栽O(shè)想，如果連基本的原理圖都讀不懂，如何進(jìn)行操作、維修和設(shè)計。因此以工程制圖在生物工程專業(yè)中的應(yīng)用為突破口，聯(lián)系后續(xù)相關(guān)課程工廠設(shè)計，讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)本門課程的目的與意義。

為了充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性以及對課程應(yīng)用范圍的理解，在緒論階段和裝配圖階段，選定一個工程制圖及cad在生物工程專業(yè)中的應(yīng)用實例進(jìn)行實際講解。由于本課程為工廠設(shè)計課程的先驅(qū)課程，選定工廠設(shè)計課程中的實例進(jìn)行講解，不僅讓學(xué)生在專業(yè)認(rèn)知的同時了解工程制圖在專業(yè)體系中的作用，也對兩門課程的聯(lián)系有一定的了解。

2 現(xiàn)有的生物工程專業(yè)《工程制圖》教學(xué)中的問題

2.1 教學(xué)內(nèi)容沒有針對性

現(xiàn)有的非機(jī)械專業(yè)的工程制圖及CAD教學(xué)基本上延用大學(xué)本科機(jī)械類教學(xué)模式，教學(xué)內(nèi)容是機(jī)械類內(nèi)容的壓縮，而且講課實例作業(yè)練習(xí)都是機(jī)械類實例。沒有專門針對特定非機(jī)械專業(yè)的教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容，并且沒有合適的教學(xué)實例。

2.2 教學(xué)模式?jīng)]有針對性

現(xiàn)有的教學(xué)模式還是沿用著機(jī)械專業(yè)工程制圖教學(xué)模式，分為畫法幾何、機(jī)械制圖以及計算機(jī)繪圖三個大板塊。由于非機(jī)械專業(yè)的工程制圖課時量為50課時左右，為了應(yīng)對教學(xué)內(nèi)容多而課時少的矛盾，很多教師上課時以采用降低教學(xué)難度和精簡教學(xué)內(nèi)容為對策，這必然導(dǎo)致學(xué)生練習(xí)時間大大降低，知識掌握程度降低。

3 機(jī)械制圖教學(xué)方式改革

3.1 教學(xué)板塊調(diào)整

針對非機(jī)械專業(yè)工程制圖課時較少的現(xiàn)狀，對傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和順序進(jìn)行改革。傳統(tǒng)的教學(xué)板塊中的第一部分為畫法幾何，主要內(nèi)容是點、線、面投影基礎(chǔ)知識，用來培養(yǎng)學(xué)生的立體感。由于本知識點大部分是高中知識，講解占用時間較長，故對本部分知識點進(jìn)行大量壓縮或者改成練習(xí)教學(xué)法[3]。本課程主要是培養(yǎng)學(xué)生繪制立體三視圖的能力，可以首先利用基本體的立體模型引導(dǎo)學(xué)生入門，由實際的立體繪制三視圖，培養(yǎng)立體感更形象具體。這樣學(xué)生不再枯燥的理解空間虛構(gòu)點線面，而是在實際立體中學(xué)習(xí)點線面的投影，講解具有針對性，提高教學(xué)效果。

3.2 教學(xué)內(nèi)容針對性改革

現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)實例都是針對機(jī)械專業(yè)實例，并沒有針對生物工程專業(yè)的教學(xué)實例。在零件圖以及裝配圖章節(jié)，選擇與生物工程先關(guān)的實例進(jìn)行講解。并且選取實際發(fā)酵廠中的實際零件進(jìn)行繪制與講解，或者選取實驗室中的有關(guān)機(jī)械試驗設(shè)備進(jìn)行實踐繪制。

3.3 多種教學(xué)手段，提高教學(xué)效果

可以利用多媒體手段輔助教學(xué)，利用Proe、Solidworks等軟件繪制一定的三維圖，完成課件制作。不僅能夠提高學(xué)生的立體感，也提高教學(xué)效果。將計算機(jī)多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的教模教學(xué)模式相結(jié)合，可以使教學(xué)難度大大降低，提高學(xué)生的理解能力，使課堂教學(xué)清晰直觀。

3.4 增加實踐教學(xué)環(huán)境

由于非機(jī)械專業(yè)工程制圖課時較少，現(xiàn)有的實踐環(huán)節(jié)基本省略，但是這會造成學(xué)生學(xué)習(xí)理論與實踐相脫節(jié)。可以組織學(xué)生到機(jī)械精工實習(xí)基地進(jìn)行參觀，認(rèn)知一定的機(jī)器，有一定的工程理念。然后可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀生物工程實驗室，從實驗室的試驗儀器中可以看到一定的機(jī)械儀器，了解試驗儀器零件和裝配關(guān)系，對零件圖的繪制和裝配圖的繪制的學(xué)習(xí)有一定的幫助，增加教學(xué)目的性[4]。

上世紀(jì)90年代誕生了基于系統(tǒng)論的生物工程，即以生物學(xué)（特別是其中的微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)和細(xì)胞學(xué)）的理論和技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合化工、機(jī)械、電子計算機(jī)等現(xiàn)代工程技術(shù)。在生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)過程中工程制圖往往是被忽視的部分，作為生物工程專業(yè)人才應(yīng)當(dāng)具備發(fā)酵工廠設(shè)計、圖紙繪制等專業(yè)技能，在教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生對機(jī)械制圖這門課程的學(xué)習(xí)熱情，結(jié)合發(fā)酵工廠設(shè)計實例，改善教學(xué)板塊的配置，優(yōu)化教學(xué)方式與手段，設(shè)置具有專業(yè)針對性教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[2]朱顏，包春江，郭宏亮等.非機(jī)械類專業(yè)制圖課程的教與學(xué)探索[J].裝備制造技術(shù)，2010，（1）：207-208.

[3]甄鑫.生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)《工程制圖》的教學(xué)體會[J].中國醫(yī)藥指南，2010，（8）：167.

[4]羅紅萍.非機(jī)械類專業(yè)《工程制圖》課程教學(xué)改革探索與研究[J].科技信息，2008，（2）：23.

篇8

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(jì)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(jì)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(jì)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(jī)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)?，F(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%?，F(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DN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(qiáng)。

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(kuò)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(bǔ)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。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞:現(xiàn)代生物技術(shù);食品工業(yè);功能食品;有效成分;食品添加劑

中圖分類號:Q819文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2010)06-0023-02

一、現(xiàn)代生物技術(shù)簡介

生物技術(shù)包括傳統(tǒng)生物技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)。傳統(tǒng)生物技術(shù)包括釀造、酶的使用、抗菌素發(fā)酵、味精和氨基酸工業(yè)等,被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)多種食品如面包、奶酪、啤酒、葡萄酒以及醬油、米酒和發(fā)酵乳制品。它和新的生物技術(shù)之間既有聯(lián)系,又有質(zhì)的區(qū)別?，F(xiàn)代生物技術(shù)是20世紀(jì)70年代初在分子生物學(xué)、生物化學(xué)、生化工程、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和電子計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上形成的綜合性技術(shù)。

二、現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工業(yè)中的主要應(yīng)用

(一)食品原料和食品微生物的改良,提高食品的營養(yǎng)價值及加工性能

利用基因工程、細(xì)胞工程改造動物、植物、微生物資源向人類提供各種轉(zhuǎn)基因食品和食品添加劑,一方面提高了農(nóng)作物產(chǎn)量、改善農(nóng)作物抗蟲、抗病、抗除草劑和抗寒能力,另一方面使食品的營養(yǎng)價值、風(fēng)味品質(zhì)得到改善,食品儲藏和保存時間有所延長。我國利用基因工程技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因抗病番茄、抗病甜椒,目前累計種植3,000多畝,耐貯番茄在室溫下儲藏56天,好果率達(dá)70%以上。利用細(xì)胞工程技術(shù)培育出含水量大大降低的西紅柿、洋蔥、馬鈴薯新品種,培育出帶咸味和奶味的適宜膨化加工的玉米新品種,獲得了出油率高、不飽和脂肪酸含量較高的油料作物,以及我國已在田間試驗中的超級水稻、轉(zhuǎn)基因鯉魚、高產(chǎn)奶量的轉(zhuǎn)基因試管牛,等等。

采用常規(guī)的誘變、雜交方法與細(xì)胞融合、基因工程技術(shù)結(jié)合進(jìn)行菌種改造和采用基因工程和蛋白質(zhì)工程技術(shù)構(gòu)建“基因工程菌”,改良食品微生物的生產(chǎn)性能。生物技術(shù)已應(yīng)用于啤酒酵母的改造,如將a-乙酰乳酸脫羧酶基因克隆到啤酒酵母中進(jìn)行表達(dá),可降低啤酒雙乙酰含量而改善啤酒風(fēng)味,選育出分解b-葡萄糖和糊精的啤酒酵母,能夠明顯提高麥芽汁的分解率并改善啤酒質(zhì)量;構(gòu)建具有優(yōu)良嗜殺其它菌類活性的嗜殺啤酒酵母已成為純種發(fā)酵的重要措施。

(二)生產(chǎn)各種功能食品的有效成分、新型食品和食品添加劑

通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)制造有利于人類健康的食品或有效因子,如低膽固醇肉豬、低膽固醇蛋和高特種微量元素蛋、人類血液代用品、高異黃酮大豆、高胡蘿卜素稻米,等等。

利用細(xì)胞工程技術(shù)生產(chǎn)各種功能食品和功能成分,如對人參、西洋參、長春花、紫草和黃連等植物細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)生產(chǎn)活性細(xì)胞干粉、L-蘇氨酸、免疫球蛋白、生長激素,等等。

利用生物技術(shù),特別是發(fā)酵工程技術(shù)生產(chǎn)食品添加劑。目前國內(nèi)外重點研究開發(fā)的食品添加劑有甜味劑中的木糖醇,甘露糖醇,阿拉伯糖醇,甜味多肽,等等;酸味劑中的L-蘋果酸,L-琥珀酸,等等;氨基酸中各種必需氨基酸;增稠劑中的黃原膠,普魚蘭,茁霉多糖,熱凝性多糖,等等;風(fēng)味劑中的多種核苷酸,琥珀酸鈉,香茅醇,雙乙酰;芳香劑中的脂肪酸酯,異丁醇,等等;色素中的類胡蘿卜素,紅曲色素,蝦青素,番茄紅素,等等;維生素中的維生素C,維生素B12,核黃素,肉堿;生物活性添加劑中的各種保鍵活菌,活性多肽,等等;防腐劑中的乳鏈菌肽,殺菌肽,瓜蟾抗菌肽,防御素,等等。可直接應(yīng)用于食品生產(chǎn)過程的物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用發(fā)酵技術(shù)、酶技術(shù)對農(nóng)副產(chǎn)品進(jìn)行加工,直接生產(chǎn)各種發(fā)酵食品如飲料、酒、醬、醬油、醋、乳酸、酸奶和啤酒。利用基因工程和酶工程,構(gòu)建“生物工程菌”來生產(chǎn)酶制劑。近20年來,利用“基因工程菌”生產(chǎn)的食品酶制劑主要有凝乳酶、a-淀粉酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖異構(gòu)酶、轉(zhuǎn)化酶、脂肪酶、溶菌酶等。凝乳酶是制造干酪過程中起凝乳作用的關(guān)鍵酶;蛋白酶可改善蛋白質(zhì)的溶解性。在食品加工過程中添加一些酶類可以改善產(chǎn)品的色澤、風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)。如用葡萄糖氧化酶可以除去蛋液中的葡萄糖,改善制品的色澤;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;木瓜蛋白酶可分解膠原蛋白,用于肉的嫩化。

現(xiàn)代生物技術(shù)在肉、奶、水產(chǎn)品加工中也有廣泛的應(yīng)用,肉的加工保鮮方面主要是提高肉的綜合品質(zhì)以及瘦肉、肥肉、的綜合利用,如肉的嫩化、發(fā)酵香腸的生產(chǎn)和增加產(chǎn)品的花色品種等。乳品方面有利用外源激素提高乳的產(chǎn)量,增強(qiáng)乳的免疫功能,改善乳的組成成分;利用酶工程技術(shù)開發(fā)乳蛋白生物活性肽、發(fā)酵乳制品、雙岐桿菌發(fā)酵乳,等等。水產(chǎn)品如人工淡水魚、內(nèi)臟、魚眼、精卵巢中分離提取有效成分,開發(fā)研制保健食品和藥品。

(三)工業(yè)化生產(chǎn)預(yù)定食品或食品功能成分

利用發(fā)酵工程生產(chǎn)功能食品或功能性成分,如低聚糖、糖醇、單細(xì)胞蛋白、EPA、DHA、r-亞麻酸、有益菌。利用酶工程制取高蛋白富含多種氨基酸和微量元素的功能食品,如以動植物、微生物蛋白為原料,利用酶技術(shù)將蛋白質(zhì)分解成多肽和氨基酸,可作為功能食品或營養(yǎng)強(qiáng)化食品的原料。利用乳糖酶水解乳糖,加工出低乳糖食品作為乳糖缺乏者的保健飲品。

利用現(xiàn)代生物技術(shù)進(jìn)行玉米的綜合利用,為新型糖源、變性淀粉、玉米油、發(fā)酵酒精、環(huán)狀糊精等產(chǎn)品的開發(fā)提供充足的原料。如從玉米黃漿水中提取玉米黃色素,可用于人造黃油、人造奶油、糖果、冰淇淋等食品中取代人工合成色素;從玉米皮制取膳食纖維;用玉米淀粉制取高純度低聚異麥芽糖900型第二代功能性保健食品生物糖。

(四)食品包裝和食品檢測方面的應(yīng)用

現(xiàn)代生物技術(shù)在食品包裝上的應(yīng)用主要是制造一種有利于食品保質(zhì)的環(huán)境,如葡萄糖氧化酶能除O2,延長食品的保鮮期,保持食品色、香、味的穩(wěn)定性,被應(yīng)用于茶葉、冰淇淋、奶粉、罐頭等產(chǎn)品的除氧包裝;溶菌酶能消除有害微物生的繁殖,而讓某些有益菌得以繁殖,被廣泛應(yīng)用于清酒、乳制品、水產(chǎn)品、香腸、奶油、生面條等食品中以延長保鮮期。利用生物技術(shù)制造有特殊功能的包裝材料如包裝紙、包裝膜中加入生物酶,使其具有抗氧化、殺菌、延長食品反應(yīng)速度等。利用生物技術(shù)改變食物貯藏方式和貯藏期,如利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)耐貯番茄等,延長貨架期。

利用生物技術(shù)還可生產(chǎn)生物可降解的食品包裝材料,建立食品的質(zhì)量檢測方法,處理食品工業(yè)廢水等,如用固定化酶技術(shù)制備酶電極、酶試紙,可以快速簡便地檢測食品中的化學(xué)成分。利用基因工程的DNA指紋技術(shù)可以鑒定食品原料和終端產(chǎn)品是否摻假,檢測谷物、堅果、牛奶中是否含有微量毒素;利用PCR技術(shù)可迅速檢測是否為轉(zhuǎn)基因食品,利用生物轉(zhuǎn)化、厭氧發(fā)酵等方法處理食品工業(yè)廢水,使BOD、COD大大降低,達(dá)標(biāo)排放。

三、現(xiàn)代生物技術(shù)的前景與展望

展望現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛,它不僅用來制造某些特殊風(fēng)味的食品;還用于改進(jìn)食品加工工藝和提供新的食品資源。食品生物技術(shù)已成為食品工業(yè)的支柱,是未來發(fā)展最快的食品工業(yè)技術(shù)之一,具有廣闊的發(fā)展前景和美好的未來。

參考文獻(xiàn)

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篇10

摘要：生物技術(shù)作為創(chuàng)造未來文明的五大新技術(shù)之一，正日益受到世界各國的加倍重視。本文闡述了生物技術(shù)的的定義，論述了生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù) 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

1.前言

我國的生化工程學(xué)科是在20世紀(jì)80年代初開始建立的，20多年來我國經(jīng)歷了將化工技術(shù)用生物技術(shù)和融合生物技術(shù)知識發(fā)展生化工程的2個階段。[1]生物技術(shù)服務(wù)的領(lǐng)域主要包括醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、化工、冶金、能源等方面。在與人類健康有關(guān)的重要領(lǐng)域，已能設(shè)計和制造臟器、診斷試劑以及治療藥物；在農(nóng)業(yè)上，能夠制造獸藥，培養(yǎng)植物細(xì)胞、利用基因工程和細(xì)胞工程技術(shù)獲得抗病毒、抗蟲、抗除萎劑、抗凍、抗旱、抗鹽、保鮮、高蛋白、高養(yǎng)分的植物新品種和良種家禽、家畜；在化工方面，生產(chǎn)氨基酸、生物大分子及基本有機(jī)化工產(chǎn)品，如乙醇、丁醇、丙酮等,利用基因工程技術(shù)和細(xì)胞融合得到高產(chǎn)工程菌，為化工生產(chǎn)提供高效、低成本的新途徑；另外在“三廢”處理、低品位金屬提取、生物能源、煤的氣化和液化等方面都有不同進(jìn)展。這些技術(shù)的豐富交叉引起了世界各國的強(qiáng)烈興趣，生物技術(shù)商品化的競爭已經(jīng)到來。

2.生物技術(shù)定義

所謂生物技術(shù)，即為應(yīng)用生命科學(xué)研究成果，以人們意志設(shè)計，對生物或生物的成分進(jìn)行改造和利用的技術(shù)?，F(xiàn)代生物技術(shù)綜合分子生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、胚胎學(xué)、免疫學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、信息學(xué)、計算機(jī)等多學(xué)科技術(shù)，可用于研究生命活動的規(guī)律和提品為社會服務(wù)等。20世紀(jì)30年代生物技術(shù)以發(fā)酵產(chǎn)品為主干，40年代抗生素工業(yè)成為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，50年代氨基酸發(fā)酵和60年代酶制劑工程相繼出現(xiàn)，到70年代DNA重組技術(shù)使生物技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，并與信息技術(shù)、材料技術(shù)及能源技術(shù)共同構(gòu)成了人類新的技術(shù)革命的基礎(chǔ)。[2]

生物技術(shù)是現(xiàn)代生物學(xué)發(fā)展及其與相關(guān)學(xué)科交差融和的產(chǎn)物，其核心是以DNA重組技術(shù)為中心的基因工程，還包括微生物工程、生化工程、細(xì)胞工程及生物制品等領(lǐng)域。

3.生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

近些年來，以基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展迅猛，并日益影響和改變著人們的生產(chǎn)和生活方式。所謂生物技術(shù)（Biotechnology）是指“用活的生物體（或生物體的物質(zhì)）來改進(jìn)產(chǎn)品、改良植物和動物，或為特殊用途而培養(yǎng)微生物的技術(shù)”。生物工程則是生物技術(shù)的統(tǒng)稱，是指運用生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)等原理與生化工程相結(jié)合，來改造或重新創(chuàng)造設(shè)計細(xì)胞的遺傳物質(zhì)、培育出新品種，以工業(yè)規(guī)模利用現(xiàn)有生物體系，以生物化學(xué)過程來制造工業(yè)產(chǎn)品。簡言之，就是將活的生物體、生命體系或生命過程產(chǎn)業(yè)化的過程。

生物工程包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、生物電子工程、生物反應(yīng)器、滅菌技術(shù)以及新興的蛋白質(zhì)工程等，其中，基因工程是現(xiàn)代生物工程的核心?；蚬こ蹋ɑ蚍Q遺傳工程、基因重組技術(shù)）就是將不同生物的基因在體外剪切組合，并和載體（質(zhì)粒、噬菌體、病毒）的DNA連接，然后轉(zhuǎn)入微生物或細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)行克隆，并使轉(zhuǎn)入的基因在細(xì)胞或微生物內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生所需要的蛋白質(zhì)。目前，有60%以上的生物技術(shù)成果集中應(yīng)用于醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)，用以開發(fā)特色新藥或?qū)鹘y(tǒng)醫(yī)藥進(jìn)行改良，由此引起了醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的重大變革，生物制藥也得以迅速發(fā)展。生物制藥就是把生物工程技術(shù)應(yīng)用到藥物制造領(lǐng)域的過程，其中最為主要的是基因工程方法。即利用克隆技術(shù)和組織培養(yǎng)技術(shù)，對DNA進(jìn)行切割、插入、連接和重組，從而獲得生物醫(yī)藥制品。生物藥品是以微生物、寄生蟲、動物毒素、生物組織為起始材料，采用生物學(xué)工藝或分離純化技術(shù)制備，并以生物學(xué)技術(shù)和分析技術(shù)控制中間產(chǎn)物和成品質(zhì)量而制成的生物活化制劑，包括菌苗、疫苗、毒素、類毒素、血清、血液制品、免疫制劑、細(xì)胞因子、抗原、單克隆抗體及基因工程產(chǎn)品（DNA重組產(chǎn)品、體外診斷試劑）等。目前，人類已研制開發(fā)并進(jìn)入臨床應(yīng)用階段的生物藥品，根據(jù)其用途不同可分為三大類：基因工程藥物、生物疫苗和生物診斷試劑。這些產(chǎn)品在診斷、預(yù)防、控制乃至消滅傳染病，保護(hù)人類健康中，發(fā)揮著越來越重要的作用。

鑒于世界上技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家對生物技術(shù)的高度重視，面對世界新技術(shù)革命的挑戰(zhàn)，我國“863”高科技發(fā)展計劃把發(fā)展生物技術(shù)放在首位，結(jié)合我國國情，以解決發(fā)展我國農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥中存在的關(guān)鍵技術(shù)為重點，確定了三個主題：一是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗逆的動植物新品種、二是新型藥物、疫苗和基因治療、三是蛋白質(zhì)工程。

4.生物技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的發(fā)展趨勢

充分利用我國豐富的和特有的遺傳資源，分離克隆有自主知識產(chǎn)權(quán)的基因和基因工程品種已刻不容緩，以期在以“基因”為核心的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中取得主動。實現(xiàn)單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轉(zhuǎn)移。重視轉(zhuǎn)基因植物的環(huán)境安全性評估，借鑒國外的成功經(jīng)驗，防止轉(zhuǎn)基因植物危害的發(fā)生與蔓延。隨著基因組時代向后基因組時代的過渡，研究重心已經(jīng)從揭示生命的所有遺傳信息轉(zhuǎn)移到整體水平上對生物功能的研究。因此，在整體水平上研究細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的組成及其活動規(guī)律的蛋白質(zhì)學(xué)的發(fā)展和成熟，必將與基因組研究互相補(bǔ)充,給農(nóng)業(yè)生物技術(shù)帶來革命性改變。建立一支專門的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)隊伍，尤其是基因工程專業(yè)隊伍，杜絕一哄而上，避免人財物的無謂浪費，把有限的資金用在刀刃上。

4.2生物技術(shù)在環(huán)境中的發(fā)展趨勢

在污染的處理過程中，傳統(tǒng)的物理或化學(xué)處理方法常伴隨二次污染，且運行費用高，處理問題單一而微生物對各類污染物均有較強(qiáng)、較快的適應(yīng)性，并可將其作為代謝底物降解和轉(zhuǎn)化因此，生物處理具有效果好、運行費用低、無二次污染等優(yōu)勢，是保障可持續(xù)發(fā)展的一項最有力的技術(shù)措施。[3]

生物技術(shù)的發(fā)展趨勢將朝著傳統(tǒng)技術(shù)的改良、與其他污染處理手段相結(jié)合和與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合等方向發(fā)展，研究高效快速的工藝流程。

4.3生物技術(shù)在工業(yè)中的發(fā)展趨勢

工業(yè)生物技術(shù)的新崛起有兩個巨大的推動力，即社會強(qiáng)烈需求和生物技術(shù)的進(jìn)步。人類社會發(fā)展迫切需要解決的問題是資源、能源、人口、環(huán)境問題.隨著生物技術(shù)突破性進(jìn)展，使得人類可以設(shè)計和構(gòu)建新一代的工業(yè)生物技術(shù)，可高效快速地將各類可再生生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為新的資源和能源。工業(yè)生物技術(shù)在生物能源、生物材料以及生物質(zhì)資源化方面發(fā)揮著重要作用。[4]其中生物能源、生物材料、生物質(zhì)資源化等都是現(xiàn)在以及將來發(fā)展的重中之重。

4.結(jié)語

生物技術(shù)是2l世紀(jì)改變?nèi)藗兩罘绞阶钪匾目萍际侄?。發(fā)展生物技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將為國民經(jīng)濟(jì)培育新的增長點。大力發(fā)展生物技術(shù)和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)，需要有高水平的專業(yè)技術(shù)人才，只有高水平的專業(yè)技術(shù)人才才能掌握現(xiàn)代生物技術(shù)，為實現(xiàn)和發(fā)展生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐陽藩.生物技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略[J].現(xiàn)代化工，2004（6）：1-7.

[2]瞿禮嘉,顧紅雅,胡蘋等.現(xiàn)代生物技術(shù)導(dǎo)論[M].北京:高等教育出版社,1998.