食品工業(yè)中生物工程技術(shù)的應用

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摘要：隨著世界人口的不斷增長，以及人們生活水平的顯著提高，社會對食品的需求在不斷加強。而生物工程技術(shù)作為一項應用微生物、動植物細胞以生產(chǎn)具有應用價值產(chǎn)物的新型技術(shù)，在食品工業(yè)中得到了飛速的發(fā)展和應用。本文重點分析了基因工程、酶技術(shù)以及發(fā)酵工藝等生物工程技術(shù)在食品生產(chǎn)、加工中的應用，對于提高食品生產(chǎn)加工效率，以及對生物工程技術(shù)的進一步研究具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：生物工程技術(shù)；食品工業(yè)；應用

生物工程技術(shù)是一項依靠微生物、動植物體作為反應容器進行生產(chǎn)加工的科學技術(shù)，興起于20世紀70年代，結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)形成了與工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、食品、能源等行業(yè)相結(jié)合的綜合型技術(shù)。生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應用主要包括了基因工程、酶工程、細胞工程和發(fā)酵工程等。以上技術(shù)在食品生產(chǎn)加工的各個環(huán)節(jié)均有重要的應用。

1.生物工程技術(shù)在食品生產(chǎn)中的應用

1.1動物源性與植物源性食品的改良

通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以使植物和動物獲得某些特定的優(yōu)良性狀，以達到改良食品成分、產(chǎn)量、營養(yǎng)價值等效果。其在動物源性食品生產(chǎn)上的應用尚處于研究階段，實驗顯示，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良的動物具有生長速度加快、肉質(zhì)提高、抗病能力增強等特點，如通過生物技術(shù)改變牛乳成分，生產(chǎn)含有豐富改良蛋白的牛乳，降低牛乳中的乳糖含量。而在農(nóng)作物上的應用主要著眼于在增強作物產(chǎn)量以及抗病蟲害能力。例如通過基因修飾技術(shù)提高馬鈴薯中的碳水化合物，控制小麥面粉的黏彈性和加工性能等。除了直接對動植物采用基因修飾技術(shù)以外，還可以利用生物技術(shù)生產(chǎn)畜用激素，提高牛乳產(chǎn)量，或增加禽畜的瘦肉比例等。但需要指出的是，采用基因技術(shù)生產(chǎn)的食品安全性一直受到質(zhì)疑，相關(guān)問題還有待進一步研究。

1.2新型食用資源的開發(fā)與生產(chǎn)

生物工程技術(shù)可以開發(fā)生產(chǎn)多種新型食用資源，其中較受關(guān)注的有微生物蛋白等。微生物蛋白也叫單細胞蛋白，是用工農(nóng)業(yè)廢料和石油廢料人工培養(yǎng)生產(chǎn)的微生物菌體。微生物蛋白并不是純蛋白，而是包含有豐富蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、核酸以及維生素、無機物等混合物組成的細胞團。由于采用微生物繁殖，微生物蛋白的原料來源極為廣泛，秸稈、木屑、有機廢水、石油、乙醇等廢物廢料都可以作為微生物蛋白的生產(chǎn)原料；同時，微生物蛋白的生產(chǎn)效率很高，產(chǎn)量高且不受地區(qū)、季節(jié)和氣候限制。在應用上，微生物蛋白不僅可以作為營養(yǎng)豐富的飼料蛋白，還可以加工生產(chǎn)“人造肉”等食品。由于微生物蛋白中氨基酸種類豐富，并含有多種微生物，可以彌補一般糧食中氨基酸種類不全的缺點，常用來加工生產(chǎn)食品添加劑以提高食品的營養(yǎng)價值。需要特別說明的是，在目前生產(chǎn)的微生物蛋白中，由于核酸含量過高，有引起痛風等疾病的風險，其安全性仍待進一步研究和改善。

1.3發(fā)酵飲料的生產(chǎn)與改良

飲料作為食品工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，越來越多的生物技術(shù)在其中得到了廣泛而高效的應用。其應用主要集中于發(fā)酵飲料的改良、酶工程在啤酒生產(chǎn)中的應用以及果膠酶的使用等。發(fā)酵飲料是應用微生物活動制造的風味獨特而營養(yǎng)豐富的飲料產(chǎn)品，發(fā)酵乳以動物乳為原料，將乳酸菌、酵母菌等特定微生物加入殺菌后的動物乳中，經(jīng)混合發(fā)酵制成，由于其營養(yǎng)價值和口感較好，受到消費者的廣泛歡迎；植物蛋白發(fā)酵飲料與發(fā)酵乳類似，由蛋白質(zhì)含量較高的核果類接種乳酸菌制成，容易被人體吸收。在現(xiàn)代的啤酒生產(chǎn)中，應用了固定化啤酒酵母技術(shù)，通過將酵母細胞固定在基質(zhì)材料中，來縮短啤酒發(fā)酵時間，提高發(fā)酵質(zhì)量；同時利用β-葡聚糖酶講解β-葡聚糖以提高啤酒的持泡性。果膠酶在果汁生產(chǎn)中主要起到將果汁提取、澄清、過濾的作用。目前主要使用多種不會產(chǎn)生毒素的曲霉作為產(chǎn)酶菌，現(xiàn)已廣泛應用于果汁果酒的工業(yè)生產(chǎn)。

2.生物工程技術(shù)在食品加工中的應用

2.1生產(chǎn)食品添加劑

常用的食品添加劑按制備途徑可以分為天然食品添加劑、化學合成添加劑以及生物技術(shù)制備添加劑等。其中生物技術(shù)的主要應用有調(diào)味品的制備，即以豆泊、高粱、麩皮等為原料，選擇合適的菌株發(fā)酵以制備呈特定味道的可食用物質(zhì)。如利用枯草桿菌生產(chǎn)核苷酸以制備味精，利用醋酸桿菌發(fā)酵乙酸生產(chǎn)食醋等；還可以利用生物技術(shù)制備食品著色劑，市面上由微生物發(fā)酵制得的著色劑有紅曲紅色素、β-胡蘿卜素、維生素B等，一些帶有鮮艷顏色的食品，如紅腐乳等也是微生物發(fā)酵的產(chǎn)物；另外，利用微生物生產(chǎn)的增稠劑如黃原膠等也得到了一定的應用。

2.2在食品保鮮防腐上的應用

生物保鮮技術(shù)的一般機理為隔離食品與空氣的接觸，以延緩氧化作用；或者利用本身具有良好抑菌作用的生物保鮮劑，以起到防腐保鮮的作用。例如使用微生物及其代謝產(chǎn)物保鮮，就是利用微生物產(chǎn)生抗生素或抗菌肽，以抑制果蔬表面的細菌、真菌、原蟲等微生物。另外，還可以利用天然提取物中的活性物質(zhì)來抑制果蔬中酶的活性，以及在果蔬表面形成抗氧化膜，以達到保鮮防腐的效果。

2.3在食品安全檢測中的應用

生物技術(shù)在食品安全檢測中也得到了廣泛應用?；蛱结樂ㄓ纸凶龇肿与s交技術(shù)，是利用DNA堿基互補配對的特性來監(jiān)測DNA序列的一項技術(shù)，通常用來監(jiān)測食品中存在的大腸桿菌、沙門氏菌和葡萄球菌等有害微生物，其精確度高且操作便捷，不足之處是成本較高；而生物芯片技術(shù)是按照有序排列在載體表面的大量生物分子的特異性親和反應進行分析，相對于傳統(tǒng)方法，生物芯片技術(shù)具有數(shù)據(jù)可靠且自動化程度高的特點。

結(jié)語：

21世紀的生物技術(shù)的時代，隨著生物工程技術(shù)的發(fā)展，其在食品工業(yè)領(lǐng)域的應用也會得到飛速發(fā)展。有效利用生物工程技術(shù)，不僅能夠大幅度提高食物的產(chǎn)量，還可以生產(chǎn)出符合人類營養(yǎng)要求的特定效用的食品。發(fā)展生物工程技術(shù)在食品工業(yè)中的應用，對于我國這樣一個處于高速發(fā)展中的人口大國來說，有著重大的戰(zhàn)略意義。

參考文獻：

[1]郭玉華,李鈺金,吳新穎.生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應用進展[J].肉類研究,2010,07:15-17.

[2]姜思遠,郭明英,吳艷玲.生物技術(shù)在食品生產(chǎn)加工與檢測中的應用[J].內(nèi)蒙古石油化工,2014,22:124-125.

作者：薄惠 王輝 單位：黃河科技學院醫(yī)學院