楊柳情

摘要：生物技術(shù)是本世紀(jì)高新技術(shù)革命中的核心內(nèi)容，生物技術(shù)也有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益和潛在的生產(chǎn)力?，F(xiàn)在食品工程的發(fā)展與生物技術(shù)的結(jié)合越來(lái)越密切。本文對(duì)食品生物技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：食品工程；現(xiàn)代生物技術(shù)；基因工程

引言：

生物技術(shù)是以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物機(jī)體和生物系統(tǒng)創(chuàng)造新的物種，通過(guò)與工程原理結(jié)合加工生產(chǎn)生物制品的綜合性的科學(xué)技術(shù)；現(xiàn)代生物技術(shù)主要包括了基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和發(fā)酵工程等領(lǐng)域。本文主要從基因工程、細(xì)胞工程、酶工程等現(xiàn)代生物技術(shù)在食品發(fā)酵業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

一、基因工程在食品中的應(yīng)用

最近這些年以來(lái)，基因工程取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，開(kāi)拓出越來(lái)越廣闊的發(fā)展空間。在生物學(xué)方面，基因工程應(yīng)用非常廣泛，同樣，在食品工程方面，基因工程的應(yīng)用范圍也逐漸在擴(kuò)大。尤其是近幾年來(lái)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)得到了非常廣泛的應(yīng)用，由于轉(zhuǎn)基因食品的出現(xiàn)，人們更加關(guān)注食品的安全問(wèn)題。實(shí)際上，這僅僅是基因工程在食品生產(chǎn)方面的一個(gè)應(yīng)用。除此之外，基因工程在動(dòng)物性食品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中也發(fā)揮著不容小覷的作用。基因工程是采用類(lèi)似于工程設(shè)計(jì)的方案，將具有遺傳性目的的基因按照人類(lèi)的特殊需要，在離體的條件下進(jìn)行剪切、組合拼接，再將這種人工重組的基因通過(guò)載體導(dǎo)入到受體細(xì)胞中進(jìn)行無(wú)性繁殖，從而使目的基因在細(xì)胞受體中高速轉(zhuǎn)錄，生成人類(lèi)需要的產(chǎn)品或者新的生物類(lèi)型。它是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心內(nèi)容。

優(yōu)良菌株的獲取是發(fā)酵工業(yè)的關(guān)鍵所在，通常的方法是誘變、雜交以及原生質(zhì)體融合等，現(xiàn)在可以利用基因工程的技術(shù)與之相結(jié)合，進(jìn)行生產(chǎn)菌種的改造，達(dá)到高產(chǎn)和高質(zhì)的效果。下面介紹一下基因工程在食品發(fā)酵中應(yīng)用的幾個(gè)例子。

1改良面包酵母菌的性能。最早采用基因工程改造的食品微生物，把優(yōu)良酶基因轉(zhuǎn)入面包酵母茵中產(chǎn)生的面包酵母菌比普通的面包酵母菌具有更高的麥芽糖透性酶以及更高的麥芽糖含量。在面包生產(chǎn)的過(guò)程中，能夠產(chǎn)生更多的二氧化碳，從而使得面包膨潤(rùn)松軟可口。

2改良釀酒酵母菌的性能。在釀酒工藝中，同樣能夠使用基因工程的技術(shù)。利用基因工程技術(shù)可以培育出新的釀酒酵母菌株，它可以使傳統(tǒng)的釀酒工藝得到改進(jìn)，并且產(chǎn)生多樣化。通過(guò)基因工程技術(shù)的使用，把大麥中的淀粉酶基因?qū)氲狡【平湍钢?，便可以直接通過(guò)淀粉發(fā)酵，這樣使得聲場(chǎng)流程縮短，工序得到簡(jiǎn)化，改進(jìn)了啤酒的生產(chǎn)工藝。目前，已成功地選育出分解糊精和分解β-葡聚糖的嗜殺啤酒酵母菌株、啤酒酵母菌株和促使生香物質(zhì)含量提高的啤酒酵母菌株。

3改良乳酸茵發(fā)酵劑的性能。乳酸菌在代謝的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生乳酸，同時(shí)降低發(fā)酵產(chǎn)品的PH值。它的基因表達(dá)系統(tǒng)包括受控表達(dá)和組成型表達(dá)兩種，其中的受控表達(dá)系統(tǒng)包括Nisin誘導(dǎo)系統(tǒng)、糖誘導(dǎo)系統(tǒng)、噬菌體衍生系統(tǒng)和PH誘導(dǎo)系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌的基因突變有兩種方法：第一種方法涉及可獨(dú)立復(fù)制（同源或異源的）的轉(zhuǎn)座子，第二種方法是通過(guò)克隆的基因片段和染色體上同源部位的重組整合獲得?；蚬こ痰氖褂檬沟萌樗峋l(fā)酵劑具備優(yōu)良的發(fā)酵能力，產(chǎn)雙乙酰能力、胞外多糖的穩(wěn)定形成能力、蛋白水解能力，有較強(qiáng)的抗雜菌和抗病原菌的能力。

二、細(xì)胞工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用

出現(xiàn)于二十世紀(jì)七十年代末的細(xì)胞工程技術(shù)是生物工程技術(shù)的主要組成之一，是在細(xì)胞的水平上對(duì)細(xì)胞的遺傳特性的進(jìn)行更改，或者是利用大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)，從而攝取人類(lèi)所需要的物質(zhì)的一種技術(shù)，能夠滿足人類(lèi)在生產(chǎn)中對(duì)某些稀少細(xì)胞的需要，從來(lái)達(dá)到獲取新細(xì)胞的目的。細(xì)胞培養(yǎng)、融合以及新城代謝物的形成等是主要的細(xì)胞工程技術(shù)。其中細(xì)胞融合是在誘導(dǎo)劑或者催融劑的作用下，讓多個(gè)異源細(xì)胞或原生質(zhì)體互相接觸，使得這些細(xì)胞或原生質(zhì)體發(fā)生隔膜融合、胞質(zhì)融合以及和融合合并，最終形成雜種細(xì)胞的技術(shù)。它是一種對(duì)微生物發(fā)酵菌種改良的最佳途徑，能夠用來(lái)改良微生物菌種的特性，使得目的產(chǎn)物的產(chǎn)量能夠提高，合成新的所需產(chǎn)物等。將細(xì)胞工程與基因工程相結(jié)合在一起，使得對(duì)遺傳物質(zhì)進(jìn)一步的修飾提供了多樣的可能性。當(dāng)前，酵母、霉菌、細(xì)菌、放線菌等多種微生物的種間乃至屬間，都已成為微生物細(xì)胞融合的對(duì)象和目標(biāo)。培育出的新菌種能夠應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域。

三、酶工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用

酶具有高效催化、高度的專(zhuān)一性和高度的受控性的作用，它是活細(xì)胞在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一種特殊生物催化劑。酶工程也是現(xiàn)代生物技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，酶工程也稱(chēng)作酶反應(yīng)技術(shù)，是在生物反應(yīng)器內(nèi)利用生物酶進(jìn)行催化，使得某些物質(zhì)能夠定向地轉(zhuǎn)化的一種工藝技術(shù)。酶工程包括了酶研制和酶生產(chǎn)、酶分子的改造、酶和細(xì)胞或者細(xì)胞器的固定化技術(shù)以及生物傳感器等。它在食品發(fā)酵生產(chǎn)中主要用于兩個(gè)方面，一方面是通過(guò)酶技術(shù)處理完發(fā)酵原料之后，有利于發(fā)酵過(guò)程的進(jìn)行。另一方面是用酶將菌種的代謝產(chǎn)物進(jìn)行處理，不斷可以縮短發(fā)酵的過(guò)程，而且可以促使發(fā)酵風(fēng)味的形成。

四、免疫技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用

免疫檢測(cè)是目前生物學(xué)檢測(cè)方法中用途最廣泛的一種方法，具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、方便快捷、分析容量大、檢測(cè)成本低等特點(diǎn)，尤其對(duì)于食品檢測(cè)非常敏感，通常會(huì)用在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析中。目前最常用的免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)中，酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）在食品檢測(cè)方面已得到普及。ELISA是將特異的抗體標(biāo)記上酶制成酶標(biāo)抗體酶標(biāo)抗體既具有抗原抗體反應(yīng)的特性，又具有酶的底物催化特性，它與相應(yīng)的抗原結(jié)合后，加上相應(yīng)的底物，根據(jù)底物顯色的深淺對(duì)抗原做出定性或定量的判斷。例如用該法檢測(cè)轉(zhuǎn)基因玉米所加工的食品中Cry1A（b）蛋白便是成功的案例。由于酶既有很高的催化效率，可極大的放大反應(yīng)效果，從而使測(cè)定達(dá)到很高的靈敏度和穩(wěn)定性。不過(guò)在應(yīng)用中ELISA分析法也有一定的局限性，在被檢測(cè)樣品的蛋白濃度較低時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)陰性，因此，ELISA分析法一般用于對(duì)鮮活組織的檢測(cè)和對(duì)接受基因工程改造生物體的初步檢測(cè)。

總結(jié)：

現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用到食品發(fā)酵的生產(chǎn)中，可以使發(fā)酵劑的性能提高，發(fā)酵周期縮短，發(fā)酵制品種類(lèi)更豐富。將生物技術(shù)正確地應(yīng)用到食品發(fā)酵中，不僅使提高產(chǎn)品的檔次得到提高、增加發(fā)酵產(chǎn)品的附加值，還能夠生產(chǎn)出滿足不同消費(fèi)者需求的多樣性保健品，而且促進(jìn)了食品加工業(yè)的快速發(fā)展。生化技術(shù)持續(xù)發(fā)展和不斷地完善，在今后食品發(fā)酵工業(yè)中會(huì)研發(fā)出更多新奇多樣、物美價(jià)廉的新型健康食品，生物技術(shù)不僅在食品發(fā)酵工業(yè)中普遍地應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)愈加廣泛。

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