现代生物技术在食品工业中应用

生物技术 食品 论文

现代生物技术在食品工业中应用

摘要：

综述生物技术的基本概念及其在食品发酵工业、食品添加剂生产、保健食品的功能性基料生产、食品资源改造、食品分析检测以及食品包装上的应用，并阐述其发展前景。

关键词：生物技术；食品工业；应用

生物技术是以生命科学为基础，利用生物的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理和技术相结合进行社会生产或为社会服务的结合性科学技术。它涵盖了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等学科,是研究生物学、医学、农业与食品科学的基础工具，广泛应用于医药、农业、食品、化工、环境保护等各个行业。生物技术是当今迅速发展的高新技术领域，是21世纪最具有发展潜力的新兴产业之一[2]。随着科学技术与经济的发展，工业食品在人们生活中的重要性越来越突出，而生物技术这项高新技术的发展为食品工业的技术进步注入了新的血液。本文详细阐述生物技术在食品发酵工业、食品资源改造、食品添加剂和风味物质生产、保健食品的功能性基料生产、食品分析检测以及食品包装上的应用。

1在食品发酵工业中的应用

目前，生物技术已广泛应用于微生物菌种的改造和构建。其中在食品发酵中比较典型的就是对啤酒酵母的改造。Henderson等以质粒pEⅡ13∶1和pEHBⅡ作为载体，筛选出了具有分解葡聚糖和糊精的啤酒酵母，这种酵母能够明显提高麦汁的分解率并改善啤酒质量[5]。由于生物技术育种具有较强的定向性，新的酵母会不断被开发出来。

当然，具有特定功能的微生物发酵工业也将是生物技术首先改造的领域，通过生物技术筛选出了生产抗菌多肽(如链菌肽)、组织改良酶(如丙氨酸转胺酶)的微生物。这些技术的成熟、发展及其研究范畴的扩大，无疑对食品保鲜和新型食品形态的开发产生积极的影响。通过生物技术进行特定功能食品酶制剂的开发也呈现出良好的发展趋势。大部分工业酶的生产都依靠微生物的代谢进行，酶作为一种特殊的蛋白质，理论上都能在工程菌的DNA上找到对应的核苷酸序列。同时，由于微生物的DNA序列相对高等生物来说结构简单，功能区域容易分析。因此，更易于进行基因工程改造。目前，除了可以利用生物技术对传统的工业酶如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、糖化酶以及植酸酶进行改造，以提高其酶活性之外，通过生物技术定向改造的以前自然界所没有的新型酶制剂也被开发出来。

2在各种食品添加剂生产中的应用

食品添加剂在现代食品工业中占有重要的位置，不仅保证了食品的色、香、味、外形、新鲜度，延长了保质期，同时也改善了食品品质，提高了加工效率等。利用生物技术能够生产多种食品添加剂。如：抗氧化剂(VC、异VC钠、VE)、增稠剂(黄原胶)、鲜味剂(味精、I＋G、5－鸟苷酸)、甜味剂(阿斯巴甜、风味修饰蛋白(TMR）、果葡糖浆等)、色素(红曲色素、类胡萝卜素等)、木糖醇、肌醇等。

随着科学和经济的发展，生物催化技术在发酵调味品和发酵食品的生产中发挥着越来越大的作用。微生物与酶已被证实在食品风味剂生产中有着不可替代的影响，同样，从改善食品风味的目的出发，外加风味酶处理也逐渐受到人们的重视。

生物技术在肉类香精中的应用主要体现在：酶技术被应用于肉蛋白质的水解中，产生高质量的肉蛋白酶水解物，进而生产出肉味更逼真、强度更高的天然肉类香精。

3在保健食品的功能性基料生产中的应用

功能性保健食品的兴起是食品工业的新发展，食品的功能研究与基料的开发是21世纪的重大课题。目前开发的有酶法生产低聚糖、糖醇、多价不饱和脂肪酸、肽类，基因工程生产乳酸菌类如双歧杆菌、德氏乳杆菌等，发酵法生产细菌的糖如葡聚糖及真菌多糖等。此外，还有V-亚麻酸、花生四烯酸、单细胞蛋白等。

4在食品资源改造中的应用

应用现代生物技术，特别是对DNA进行操作，将DNA从一个生物转化至另一个生物(重组DNA技术)，这样可以将任何生物的性状转移到植物、动物和微生物中。这项技术现已用于改造或转化当今用作食品的植物、动物和微生物。与此同时，人们采用细胞生物学的方法，建立了细胞融合技术和动物、植物细胞大量控制性培养技术，按照预定的设计改造遗传物质和进行细胞培养。基因工程和细胞工程技术的应用，一方面提高了农作物产量和改善农作物的抗虫、抗病、抗除草剂和抗寒等能力；另一方面，使食品的营养价