生物技术与食品工业

1、生物技术与食品工业（二）基因工程与食品工业食品工业 在农副产品深加工和综合利在农副产品深加工和综合利用方面的应用用方面的应用 选育和推广适宜贮藏加工的品种，以便向食品、医药行业提供更多易贮藏的工业原料； 玉米的深加工和综合利用，为现有或有待开发的新产品提供充足的原料； 肉、奶、水产品的加工利用和肉类保鲜方面，提高综合品质以及瘦肉、嫩肉和肥肉的综合利用；还有发酵乳制品、双歧杆菌发酵乳等新产品；分离提取水产品中有效成分，不断推出保健制品和药物制品； 绿色食品添加剂的研制与开发，重点在防腐、抗氧化、保鲜、强化、复合添加剂等方面； 麦秸、稻草、豆秸、木屑、枝叶、玉米秆、薯蔓等植物纤维素资源，通过生物转

2、化，生产一些重要的生物产品。 优化食品生物资源及食品品质 基因工程应用于植物食品原料的生产上，可进行品种改良、新品种开发与原料增产，如选育抗病植物、耐除草剂植物、抗虫性或抗病毒植物、耐盐或耐旱植物等，使食品原料的供应更加多样。 同时，在改善食品品质方面，可以通过基因工程改变酶的性质，生产食品结构改良剂；可以将基因工程技术应用于氨基酸的生产，进行氨基酸的工业化生产；可以利用基因工程技术进行天然食品防腐剂的大量生产，主要包括杀菌肽、防御素等；基因工程技术还可用于食品工业中新型蛋白质、单细胞蛋白、维生素酶制剂、微生物多糖、淀粉糖的生产。改良食品工业菌种 食品工业如酒类、酱油、食醋、发酵乳制品等的发展

3、，关键在于是否有优良的微生物菌种，将基因工程应用于微生物育种，从事发酵菌种的改良研究，已经成为改良食品工业菌种的一个重要途径。例如，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，在啤酒酵母的改良中，将-乙酰乳酸脱羧酶基因克隆到啤酒酵母中进行表达，可降低啤酒双乙酰含量而改善啤酒风味；选育出分解-葡萄糖和糊精的啤酒酵母，能够明显提高麦芽汁的分解率并改善啤酒质量；构建具有优良嗜杀其他茵类活性的嗜杀啤酒酵母已成为纯种发酵的重要措施。（三）（三）酶与食品酶与食品工业工业 酶工程是指利用酶、细胞或细胞器等具有的特异催化功能，借助生物反应装置和通过一定的工艺手段生产出人类所需要产品。酶工程

4、在食品工程中的应用技术已经比较成熟，包括各种酶的开发和生产、酶的分离和纯化、酶或细胞的固定化技术、固定化酶反应器的研制以及酶的应用等。 食品加工业中应用的酶大部分是来自特定的微生物，60%属于蛋白质水解酶类，10%属于糖水解酶类，3%属于脂肪水解酶类，其余部分为较特殊的酶类。 食品加工业中的主要用酶酿造 淀粉酶淀粉酶蛋白酶木聚糖酶木瓜蛋白酶淀粉转糖苷酶 奶制品 动物/微生物凝乳酶乳糖酶脂酶溶菌酶面包 淀粉酶木聚糖酶蛋白酶磷酸酯酶A和D脂肪氧合酶果蔬加工 果胶酯酶多聚半乳糖醛酸酶果胶水解酶半纤维素酶淀粉和糖 淀粉酶淀粉酶淀粉葡萄糖苷酶木聚糖酶异构酶 支链淀粉酶在食品保鲜中的应用 酶制剂保鲜技术是

5、利用酶的催化作用，防止或消除外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原有的优良品质与特性的技术。例如葡萄糖氧化酶加在瓶装饮料中，吸去瓶颈空隙中氧而延长保鲜期；溶菌酶对革兰氏阳性菌有较强的溶菌作用，可用于肉制品、干酪、水产品、乳制品、水果等的保鲜，且具无毒性、底物专一、高度催化、作用条件温和等优点。（四）发酵工程与食品工业 发酵工程是指采用工程技术手段，利用微生物和有活性离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或者直接用微生物参与控制某些生产的一种技术。现代发酵工程包括微生物资源的开发利用、微生物菌种的选育固定化细胞技术、生物反应器设计、发酵条件的利用及自动化控制、发酵产品的分离与提纯等技术。

6、发酵工程技术涉及到新食品配料、食品加工催化剂、饮料稳定剂、D-氨基酸及其衍生物制造等诸多食品工业领域。改造传统食品加工工艺 从植物中萃取食品添加剂不仅成本高，而且来源有限。化学合成法生产食品添加剂虽然成本低，但是化学合成率低、周期长，而且可能危害人体健康。因此，生物技术，尤其是发酵工程技术成为食品添加剂生产的首选方法。目前，利用微生物发酵生产的食品添加剂主要有Vc、VB12、VB2、甜味剂、增香剂和色素等。发酵工程生产的天然色素、天然新型香味剂正在逐步取代人工合成的色素和香精。开发大型真菌 一些药用真菌，如灵芝、冬虫夏草、茯苓等，含有调节机体免疫功能、抗癌、 防衰老的有效成分，是发展功能性食品

7、的一个重要原料来源。对于这些名贵的药用真菌，一方面可通过野外采摘和人工种植相结合的方式进行资源收集，但是这种方式的产量低，易受天气和季节的影响；另一方面，则可以通过发酵途径实现工业化生产。例如河北省科学院微生物研究所等筛选出了繁殖快、生物量高的优良灵芝菌株，应用于深层液体发酵研究并取得了成功，建立了一整套发酵和提取新工艺，为研制功能性食品提供更为广阔的药材原料。发酵培养虫草菌也在中国医学科学院药物研究所实现，分析其产品的化学成分和药理功效，与天然冬虫夏草基本一致。谢谢观赏改良食品工业菌种 食品工业如酒类、酱油、食醋、发酵乳制品等的发展，关键在于是否有优良的微生物菌种，将基因工程应用于微生物育种

8、，从事发酵菌种的改良研究，已经成为改良食品工业菌种的一个重要途径。例如，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，在啤酒酵母的改良中，将-乙酰乳酸脱羧酶基因克隆到啤酒酵母中进行表达，可降低啤酒双乙酰含量而改善啤酒风味；选育出分解-葡萄糖和糊精的啤酒酵母，能够明显提高麦芽汁的分解率并改善啤酒质量；构建具有优良嗜杀其他茵类活性的嗜杀啤酒酵母已成为纯种发酵的重要措施。食品加工业中的主要用酶酿造 淀粉酶淀粉酶蛋白酶木聚糖酶木瓜蛋白酶淀粉转糖苷酶 奶制品 动物/微生物凝乳酶乳糖酶脂酶溶菌酶面包 淀粉酶木聚糖酶蛋白酶磷酸酯酶A和D脂肪氧合酶果蔬加工 果胶酯酶多聚半乳糖醛酸酶果胶水解酶半纤维素酶淀粉和糖 淀粉酶淀粉酶淀粉葡萄糖苷酶木聚糖酶异构酶 支链淀粉酶在食品保鲜中的应用 酶制剂保鲜技术是利用酶的催化作用，防止或消除外界因素