現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀劉明洋食品與營養(yǎng)工程學(xué)院 食檢102 0102101219摘要: 本文主要闡述基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程等生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用及最新研究近況。食品生物技術(shù)作為一項高新技術(shù)將為食品工業(yè)的發(fā)展起著重要推動作用。關(guān)鍵詞：食品生物技術(shù)基、基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程1 現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用1. 1基因工程在食品工業(yè)的應(yīng)用基因工程又稱 DNA重組技術(shù) ,是指按人的意志 ,將某一生物體 (供體)的遺傳信息在體外經(jīng)人工與載體相接 (重組) ,構(gòu)成重組 DNA分子 ,然后轉(zhuǎn)入另一生物體 (受體)細(xì)胞中 ,使被引進(jìn)的外源 DNA片段在后者內(nèi)部得以表達(dá)和遺傳 .將這項技術(shù)應(yīng)用于動植物或微生物上即產(chǎn)生基因工程食品 .近年來 ,國內(nèi)外的食品科學(xué)家和生物學(xué)家已開始注重研究開發(fā)改善食品功能的新品種 .如開發(fā)不含產(chǎn)生豆腥味的酶(無脂氧化酶)的大豆 ;在腸內(nèi)不會產(chǎn)生氣體的碳水化合物以及結(jié)晶胰蛋白酶的活性阻礙物質(zhì)的大豆新品種 .通過基因工程還可以改變酶的性質(zhì) ,生產(chǎn)食品結(jié)構(gòu)改良劑 .另外 ,通過遺傳的修飾技術(shù) ,可將脂酶基因?qū)胧荏w而強化其分解脂肪的能力 ,從而可加工低脂和低膽固醇的食品 ,如奶酶、油、脂肪牛奶等 .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 ,并使之多樣化此外 ,基因工程技術(shù)還可用于食品工業(yè)中新型蛋白質(zhì)、細(xì)胞蛋白、生素、制劑、生物多糖、粉糖的生產(chǎn) .并且 ,基因工程技術(shù)還可以和食品衛(wèi)生分析檢測結(jié)合 ,采用核酸探針和單克隆抗體法檢查 ,敏感性高 ,大大提高食品衛(wèi)檢準(zhǔn)確性和實用性 .1. 2蛋白質(zhì)工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用隨著蛋白質(zhì)晶體學(xué)、算機技術(shù)與基因工程手段相結(jié)合 ,出現(xiàn)了蛋白質(zhì)工程 ,又稱為“第二代基因工程”即按人們的意志創(chuàng)造出適合人類需求的 ,具有不同功能的蛋白質(zhì) ,創(chuàng)造出世界上原來不曾有過的新蛋白質(zhì)及其眾多的新產(chǎn)品 ,利用蛋白質(zhì)工程將可以生產(chǎn)具有特定氨基酸順序、級結(jié)構(gòu)、化性質(zhì)和生理功能的新型蛋白質(zhì) ,可以定向改造酶的性能 ,生產(chǎn)新型營養(yǎng)功能食品 ,以全新的思路發(fā)展食品工業(yè) .如在蛋白質(zhì)加工食品中 ,用肽鏈內(nèi)切酶、醛脫氫酶等方法除去蛋白臭 ;用磷脂酶 A進(jìn)行活性面筋的改性 ;用肽鏈內(nèi)切酶方法生產(chǎn)人造面和粉末蛋白質(zhì)也取得了成功4.1. 3細(xì)胞工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用細(xì)胞工程就是應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)方法 ,按照人們預(yù)定的設(shè)計 ,有計劃地保存、變和創(chuàng)造遺傳物質(zhì)的技術(shù) .近年來細(xì)胞工程的開發(fā)和應(yīng)用主要集中在細(xì)胞雜交 ,快速無性繁殖和細(xì)胞育種等方面 .利用細(xì)胞雜交和細(xì)胞培養(yǎng)可生產(chǎn)獨特的食品香味和風(fēng)味的添加劑 ,如香草素、可香素、蘿風(fēng)味劑以及高級的天然色素 1. 4酶工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用酶工程是指在一定的生物反應(yīng)器內(nèi) ,利用酶的催化作用 ,將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)的技術(shù) ,是將酶學(xué)理論與化工技術(shù)結(jié)合而形成的新技術(shù) ,其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)遍及農(nóng)業(yè)、品、藥、境保護、源開發(fā)和生命科學(xué)理論研究等各個方面 .酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用可以增加產(chǎn)量 ,提高質(zhì)量 ,降低原材料和能源消耗 ,改善勞動條件 ,降低成本 ,甚至可以生產(chǎn)出用其它方法難以得到的產(chǎn)品 ,促進(jìn)新產(chǎn)品、技術(shù)、工藝的興起和發(fā)展 .1. 5發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)酵工程在食品領(lǐng)域中應(yīng)用 ,主要在以下幾個方面 : (1)用現(xiàn)代發(fā)酵工程改造傳統(tǒng)發(fā)酵食品 ,最典型的是使用雙酶法糖化工藝取代傳統(tǒng)酸法水解工藝 ,用于生產(chǎn)味精 . ( 2)優(yōu)化近代發(fā)酵產(chǎn)業(yè) ,如 Arira等人運用固定化醋酸菌釀制食醋 ,可縮短發(fā)酵延緩期 ,醋化能力提高 925倍 . ( 3)加速開發(fā)發(fā)酵產(chǎn)品 ,如用酵母或細(xì)菌等微生物菌體發(fā)酵得到的單細(xì)胞蛋白 ( SCP) ,具有豐富的蛋白質(zhì)、水化合物、生素、物質(zhì)等、養(yǎng)價值極高 .2影響因素由于生物工程的高新技術(shù)屬性 ,以及食品作為人類膳食的特殊性 ,發(fā)展食品生物技術(shù)仍有一定的難度 .2. 1技術(shù)問題在食品工業(yè)中使用生物技術(shù)首先要解決許多技術(shù)問題 .現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用對食品工藝、品設(shè)備提出了更高的要求 .例如基因育種工程技術(shù)可創(chuàng)造出新的物種 ,但要設(shè)計特殊的設(shè)備與材料 ,以防止工程菌泄漏或不穩(wěn)定而造成生物損壞 .工業(yè)化生產(chǎn)中生物技術(shù)產(chǎn)物的分離提取水平低一直是阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題8.2. 2安全性和可接受性生物制品作為食品 (蛋白質(zhì)、脂資源等)首先對人體必須沒有毒性 ,沒有副作用 ,這是安全性 ;其次 .它的氣味、味和顏色等 ,必須為食用者所喜歡 .這是可接受性 .2. 3營養(yǎng)價值及功能性生物技術(shù)產(chǎn)品作為食品 (或食品添加劑) ,應(yīng)該具有較高的營養(yǎng)價值和可消化性 .這取決于其化學(xué)組成 ,如微生物蛋白質(zhì)的氨基酸組成、生物油脂的脂肪酸組成等 ,需經(jīng)動物喂養(yǎng)試驗來確定 .3發(fā)展趨勢生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛 ,已深入到食品工業(yè)的各個環(huán)節(jié) .隨著它的不斷發(fā)展 ,必將給人們帶來更豐富、有利于健康、富有營養(yǎng)的食品 ,并帶動食品工業(yè)發(fā)生革命性變化 .3. 1加強遺傳育種 ,加強基因改性生物 (以植物、生物為主)的應(yīng)用研究 ,利用基因工程改造果蔬加工原料 ,延長果蔬保藏期 ,培育更適合于食品加工的優(yōu)良品種10.3. 2加快食品工業(yè)用新酶種開發(fā) ,如酶法生產(chǎn)海藻糖、固醇氧化還原酶、移酶、酒用醋化酶和纖維素酶、聚糖酶等 .3. 3開發(fā)現(xiàn)代生物技術(shù)新產(chǎn)品 ,如生物法生產(chǎn)食品添加劑 .新型高效功能食品等 .在食品添加劑方面 ,優(yōu)先開發(fā)功能性添加劑 ,如納豆激酶溶栓素、疫-球蛋白、肽、物纖維素等 .3. 4繼續(xù)名優(yōu)白酒傳統(tǒng)釀造工藝的改造 ,進(jìn)行酒類釀造人工老熟技術(shù)的研究 ,固定化細(xì)胞發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用研究 ,酒類芳香成分的剖析和主體香組分的確定 ,名優(yōu)白酒微量成分與風(fēng)味關(guān)系的解析以及白酒勾調(diào)技術(shù)的研究等 .綜上所述 ,生物技術(shù)已深入應(yīng)用到食品工業(yè)的各個環(huán)節(jié) ,未來食品業(yè)的發(fā)展更加依賴生物技術(shù)的應(yīng)用 .隨著人口的增長以及人們對食品要求的不斷提高 ,生物技術(shù)必將在食品業(yè)發(fā)揮更大的作用 .參考文獻(xiàn)1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 ,1998.2王薇青 .生物技術(shù)在食品輕工領(lǐng)域的應(yīng)用及展望J.生物工程進(jìn)展 ,1997 ,17 (6) :34 - 36.3高壽清 .食品工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀展望問題及對策J.食品工業(yè)科技 ,1999 , (1) :6 - 8.4張唯敏 .生物技術(shù)食品的新時代 .世界產(chǎn)品與技術(shù)J.食品工業(yè)技術(shù) ,1998 , (2) :23 - 24.5王曉 .現(xiàn)代生物技術(shù)與食品工業(yè)J.山東食品發(fā)酵 ,2000 , (4) :16 - 19.6謝擁葵 .二十一世紀(jì)生物工程對食品工業(yè)有特殊貢獻(xiàn)J.食品信息 ,1999 , (1) :18 - 19.7Susan K. H Biotechnology and t he Food IndustryM. New York : Gordon and Breach Publishers ,N Y10020