《现代食品生物技术》作业。
目前，转基因食品发展可以分成哪些阶段，各阶段有什么特点？
答：转基因食品发展可以分成三个阶段：第一个阶段，即增加农作物抗性和耐储藏性能的转基因植物源食品，这一代的转基因食品研究起始于20世纪70年代末80年代初，是以转入抗除草剂基因、抗虫基因增加农作物的抗逆性以及延迟成熟基因等为主要特点；第二个阶段，即改善食品的品质、增加食品的营养的第二代产品，具体表现在(1)食品中新增营养因子（如金米），(2)油脂的改良（大豆油、芥子油），（3）蛋白质的改良（如高赖氨酸转基因玉米、高面筋蛋白小麦）；第三个阶段，即增加食品中的功能因子和食品的免疫功能的第三代产品，主要体现在转基因食用疫苗上。
转基因食品的安全性评价内容包括什么，你如何评价转基因食品商品的强制标签规定？
答：转基因食品安全性评价内容包括：1.
成分比较，包括主要营养素、抗营养因子、毒素和过敏原；2.对植物来说包括其形态、生长情况、产量、抗病性和其他有关农艺性状；3.对微生物来说包括分类学特征、定殖能力或侵染性、寄主范围、有无质粒、抗生素抗性和毒性；4.
对动物来说包括形态、生长生理特征、繁殖、健康特征和产量。
2023年10月1日实施的新《食品安全法》第六十九条规定：生产经营转基因食品应当按照规定显著标示。未按规定进行标示的，由县级以上人民**食品药品监督管理部门没收违法所得和违法生产经营的食品、食品添加剂，并可以没收用于违法生产经营的工具、设备、原料等物品；违法生产经营的食品、食品添加剂货值金额不足一万元的，并处五千元以上五万元以下罚款；货值金额一万元以上的，并处货值金额五倍以上十倍以下罚款；情节严重的，责令停产停业，直至吊销许可证。
该规定明确了转基因食品需明确标示，将转基因食品正式列入了法律体系，为消费者提供了知情权和选择权，这对消费者来说是有利的。但是在食品安全的问题上，却没有过多的意义。目前世界上对于转基因食品的标示可分为四类：
一类是以美国为代表的，自愿标示；第二类是大多数欧洲国家，转基因食品超过一定量才需要标示；第三类是以日本为代表的，只对部分产品要求标示；第四类则是只要含转基因食品就得标示。我国属于第四类，算是所有国家中最严格的标示方法。但是我国规定的转基因食品标示，只能让消费者知道自己吃的是否为转基因食品而已，至于转基因食品究竟“转了什么”、“转了多少”等等问题，仍然不得而知。
转基因食品存在较大优势，主要体现在解决粮食短缺问题；减少农药使用，避免环境污染；节省生产成本，降低食物售价；增加食物营养，提高附加价值；增加食物种类，提升食物品质；促进生产效率，带动相关产业发展等。但其食品安全性却有待进一步确认。目前我国大多消费者缺乏必要的转基因食品相关安全知识，为提高大众对转基因食品的安全感，我认为转基因食品标识应该更详细科学地向消费者提供最大限度的信息，使得他们更加关注和了解转基因食品。
请采用固定化酶技术，写出利用甘蔗加工废糖蜜生产低聚果糖的工艺。
答：固定化酶（immobilized enzyme），是指不溶于水的酶，用物理的或化学的方法使酶与水不溶性大分子载体结合或把酶包埋在其中，使得酶在水中溶性凝胶或半透膜的微囊体从而导致流动性降低。酶固定化后一般稳定性增加，易从反应系统中分离，且易于控制，能反复多次使用，便于运输和贮存，有利于自动化生产，但是活性降低，使用范围减小，技术还有发展空间。
低聚果糖除具有一般功能性低聚糖的物理化学性质外，最引人注目的生理特性是它能明显改善肠道内微生物种群比例，它是肠内双歧杆菌的活化增殖因子，可减少和抑制肠内腐败物质的产生，抑制有害细菌的生长，调节肠道内平衡；能促进微量元素铁、钙的吸收与利用，以防止骨质疏松症；可减少肝脏毒素，能在肠中生成抗癌的有机酸，有显著的防癌功能；且口味纯正香甜可口，具有类似脂肪的香味和爽口的滑腻感。近几年低聚果糖的产品风靡日、欧、美等保健品市场。
主要工艺如下：
菌株培养→菌体收集→获得粗酶液（β-d-呋喃果糖苷酶）→酶固定化（戊二醛-海藻酸钠法制备）→固定化酶反应柱→fos→纯化→成品。
废糖蜜→预处理→蔗糖溶液。
在现代发酵工程中，一般可以通过调整哪些技术参数达到提高目的产物产量的目的？
答：一次成功的发酵同时受到两方面因素的制约，一是生产菌种的遗传特性，二是发酵条件。
1.菌种的控制。
优良的菌种是高产的基础条件，为保证菌种不受各种外来菌种的污染，必须做好发酵的染菌控制，严防出现下列情况：
1）设备、管道、阀门漏损；
2）设备及管道灭菌不彻底存在死角；
3）空气净化不彻底；
4）菌种不纯或培养基灭菌不彻底；
5）无菌操作不严格，生产操作出错。
2.生产过程的控制。
优良的菌种固然是高产的基础，发酵条件也同样不可忽视。发酵过程中许多物理参数和生化参数是很难实现**分析和控制的，一般只能针对少数几个可检测和监控的参数进行，包括：温度、溶解氧、ph值、二氧化碳、基质浓度、泡沫和发酵终点判断。
1）从酶动力学角度来看，酶促反应过程中释放发酵热，导致温度升高，反应速率加大，生长代谢加快，生产期提前。但因酶本身很易因热而失去活性，温度越高，酶失活越快，表现在发酵周期缩短，菌体易衰老，影响产物的最终产量。发酵过程中一般需要进行适当的冷却操作，并应根据发酵不同阶段，确定最适温度。
一般来说，接种后应适当提高些培养温度，以利于孢子的萌发或加快微生物的生长、繁殖，待发酵液温度上升时，发酵液的温度应控制在微生物的最适生长温度；主发酵旺盛阶段，温度控制可比最适生长温度低些，即控制在微生物代谢产物合成的最适温度；同时，为使微生物生长速度最快和代谢产物产率最高，必须根据微生物菌种的特性，选择和控制最适温度。
2）每种微生物在确定的设备和发酵条件下，对氧气的需要变化均有自己的规律。一般说来，发酵初期，菌体大量繁殖，氧气消耗大，需氧量大于供氧量；发酵中后期，菌体已繁殖到一定程度，呼吸强度不大，需氧量变化较小；发酵后期，菌体衰亡自溶，发酵液的溶氧反而会上升。因此，在供氧时，要多方面考虑，工艺控制上可采用改变通气量、搅拌速度和培养液粘度、补加无菌水等方法来调节。
3）ph对微生物的生长和代谢产物的形成有很大影响。大多数细菌的最适生长ph为6.5-7.
5，霉菌一般为4.0-5.8；酵母为3.
8-6.0。不同的ph环境下得到的发酵产物各不同。
为了使目标微生物能在最适的ph范围内生长、繁殖和发酵，首先应根据不同微生物的特性，不仅在原始培养基中要控制适当的ph，而且整个发酵过程中，必须随时检测ph的变化情况，根据变化规律，选用适当的方法进行适当的调节和控制。例如在基质中加入缓冲性物质，在生产过程中加入无机酸、碱进行调控等。
4）二氧化碳既是微生物某些代谢的基质，又是代谢产物。在发酵液中的二氧化碳对氨基酸、抗生素等发酵有刺激或抑制作用。不同的菌种，不同工艺的发酵，二氧化碳的影响也不同，有的对合成产物有刺激作用，有的则有抑制作用。
如果对发酵有利，则应设法提高二氧化碳浓度，反之则尽可能降低其浓度。对于二氧化碳溶于发酵液中造成ph下降的问题，可用碱进行中和，但不能用碳酸钙。
5）基质是菌种生长代谢的物质基础，又涉及产物的合成，发酵工业必须选择适当的基质和适当的浓度，以提高产物的合成量。其中，碳源、氮源和磷酸盐对发酵过程的影响极为重要，在生产中要注意及时补加。
6）控制发酵过程中产生的泡沫，是使发酵过程得以顺利进行和稳产、高产的重要因素之一。发酵中少量泡沫的产生是正常的，过多则容易引起发酵液溢出浪费或感染杂菌，同时也会降低设备的利用率，影响通气效果。控制泡沫，可通过物理法（改变温度等）、机械法（机械力打碎等）、化学法（加入消泡剂等）进行。
7）发酵终点的判断，对提高产量和经济效益都很重要，需要综合考虑菌体的衰亡、产品质量和生产的经济效益等各种因素。判断放罐的指标有：产物产量、过滤速度、氨基氮含量、菌体形态、ph、发酵液外观和粘度等。
3.其它影响产物产量的因素。
发酵液的预处理和固液分离步骤同样对产物的产量有影响。发酵液预处理和固液分离的作用是：
1）分离细胞、菌体和其它悬浮颗粒。
2）除去部分可溶性杂质。
3）改变滤液性质。
为使能达到发酵液预处理和固液分离的最佳效果，可采用调节ph、加热、过滤、离心分离等方法进行处理。
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