现代生物技术在食品工业中的应用现状

现代生物技术在食品工业中的应用现状刘明洋食品与营养工程学院 食检102 0102101219摘要: 本文主要阐述基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等生物技术在食品工业中的应用及最新研究近况。食品生物技术作为一项高新技术将为食品工业的发展起着重要推动作用。关键词：食品生物技术基、基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、发酵工程1 现代生物技术在食品工业中的应用1. 1基因工程在食品工业的应用基因工程又称 DNA重组技术 ,是指按人的意志 ,将某一生物体 (供体)的遗传信息在体外经人工与载体相接 (重组) ,构成重组 DNA分子 ,然后转入另一生物体 (受体)细胞中 ,使被引进的外源 DNA片段在后者内部得以表达和遗传 .将这项技术应用于动植物或微生物上即产生基因工程食品 .近年来 ,国内外的食品科学家和生物学家已开始注重研究开发改善食品功能的新品种 .如开发不含产生豆腥味的酶(无脂氧化酶)的大豆 ;在肠内不会产生气体的碳水化合物以及结晶胰蛋白酶的活性阻碍物质的大豆新品种 .通过基因工程还可以改变酶的性质 ,生产食品结构改良剂 .另外 ,通过遗传的修饰技术 ,可将脂酶基因导入受体而强化其分解脂肪的能力 ,从而可加工低脂和低胆固醇的食品 ,如奶酶、油、脂肪牛奶等 .利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株 ,用以改进传统的酿酒工艺 ,并使之多样化此外 ,基因工程技术还可用于食品工业中新型蛋白质、细胞蛋白、生素、制剂、生物多糖、粉糖的生产 .并且 ,基因工程技术还可以和食品卫生分析检测结合 ,采用核酸探针和单克隆抗体法检查 ,敏感性高 ,大大提高食品卫检准确性和实用性 .1. 2蛋白质工程在食品工业中的应用随着蛋白质晶体学、算机技术与基因工程手段相结合 ,出现了蛋白质工程 ,又称为“第二代基因工程”即按人们的意志创造出适合人类需求的 ,具有不同功能的蛋白质 ,创造出世界上原来不曾有过的新蛋白质及其众多的新产品 ,利用蛋白质工程将可以生产具有特定氨基酸顺序、级结构、化性质和生理功能的新型蛋白质 ,可以定向改造酶的性能 ,生产新型营养功能食品 ,以全新的思路发展食品工业 .如在蛋白质加工食品中 ,用肽链内切酶、醛脱氢酶等方法除去蛋白臭 ;用磷脂酶 A进行活性面筋的改性 ;用肽链内切酶方法生产人造面和粉末蛋白质也取得了成功4.1. 3细胞工程在食品工业中的应用细胞工程就是应用细胞生物学方法 ,按照人们预定的设计 ,有计划地保存、变和创造遗传物质的技术 .近年来细胞工程的开发和应用主要集中在细胞杂交 ,快速无性繁殖和细胞育种等方面 .利用细胞杂交和细胞培养可生产独特的食品香味和风味的添加剂 ,如香草素、可香素、萝风味剂以及高级的天然色素 1. 4酶工程在食品工业中的应用酶工程是指在一定的生物反应器内 ,利用酶的催化作用 ,将相应的原料转化成有用物质的技术 ,是将酶学理论与化工技术结合而形成的新技术 ,其应用领域已经遍及农业、品、药、境保护、源开发和生命科学理论研究等各个方面 .酶在食品工业中的应用可以增加产量 ,提高质量 ,降低原材料和能源消耗 ,改善劳动条件 ,降低成本 ,甚至可以生产出用其它方法难以得到的产品 ,促进新产品、技术、工艺的兴起和发展 .1. 5发酵工程在食品工业中的应用发酵工程在食品领域中应用 ,主要在以下几个方面 : (1)用现代发酵工程改造传统发酵食品 ,最典型的是使用双酶法糖化工艺取代传统酸法水解工艺 ,用于生产味精 . ( 2)优化近代发酵产业 ,如 Arira等人运用固定化醋酸菌酿制食醋 ,可缩短发酵延缓期 ,醋化能力提高 925倍 . ( 3)加速开发发酵产品 ,如用酵母或细菌等微生物菌体发酵得到的单细胞蛋白 ( SCP) ,具有丰富的蛋白质、水化合物、生素、物质等、养价值极高 .2影响因素由于生物工程的高新技术属性 ,以及食品作为人类膳食的特殊性 ,发展食品生物技术仍有一定的难度 .2. 1技术问题在食品工业中使用生物技术首先要解决许多技术问题 .现代生物技术的应用对食品工艺、品设备提出了更高的要求 .例如基因育种工程技术可创造出新的物种 ,但要设计特殊的设备与材料 ,以防止工程菌泄漏或不稳定而造成生物损坏 .工业化生产中生物技术产物的分离提取水平低一直是阻碍产业发展的关键问题8.2. 2安全性和可接受性生物制品作为食品 (蛋白质、脂资源等)首先对人体必须没有毒性 ,没有副作用 ,这是安全性 ;其次 .它的气味、味和颜色等 ,必须为食用者所喜欢 .这是可接受性 .2. 3营养价值及功能性生物技术产品作为食品 (或食品添加剂) ,应该具有较高的营养价值和可消化性 .这取决于其化学组成 ,如微生物蛋白质的氨基酸组成、生物油脂的脂肪酸组成等 ,需经动物喂养试验来确定 .3发展趋势生物技术在食品工业中的应用越来越广泛 ,已深入到食品工业的各个环节 .随着它的不断发展 ,必将给人们带来更丰富、有利于健康、富有营养的食品 ,并带动食品工业发生革命性变化 .3. 1加强遗传育种 ,加强基因改性生物 (以植物、生物为主)的应用研究 ,利用基因工程改造果蔬加工原料 ,延长果蔬保藏期 ,培育更适合于食品加工的优良品种10.3. 2加快食品工业用新酶种开发 ,如酶法生产海藻糖、固醇氧化还原酶、移酶、酒用醋化酶和纤维素酶、聚糖酶等 .3. 3开发现代生物技术新产品 ,如生物法生产食品添加剂 .新型高效功能食品等 .在食品添加剂方面 ,优先开发功能性添加剂 ,如纳豆激酶溶栓素、疫-球蛋白、肽、物纤维素等 .3. 4继续名优白酒传统酿造工艺的改造 ,进行酒类酿造人工老熟技术的研究 ,固定化细胞发酵技术的应用研究 ,酒类芳香成分的剖析和主体香组分的确定 ,名优白酒微量成分与风味关系的解析以及白酒勾调技术的研究等 .综上所述 ,生物技术已深入应用到食品工业的各个环节 ,未来食品业的发展更加依赖生物技术的应用 .随着人口的增长以及人们对食品要求的不断提高 ,生物技术必将在食品业发挥更大的作用 .参考文献1瞿礼嘉 ,顾红雅 ,胡苹 ,等 .现代生物技术导论M.北京 :高等教育出版社 ,1998.2王薇青 .生物技术在食品轻工领域的应用及展望J.生物工程进展 ,1997 ,17 (6) :34 - 36.3高寿清 .食品工业生物技术产业化的现状展望问题及对策J.食品工业科技 ,1999 , (1) :6 - 8.4张唯敏 .生物技术食品的新时代 .世界产品与技术J.食品工业技术 ,1998 , (2) :23 - 24.5王晓 .现代生物技术与食品工业J.山东食品发酵 ,2000 , (4) :16 - 19.6谢拥葵 .二十一世纪生物工程对食品工业有特殊贡献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