食品工業(yè)的發(fā)展與生物技術(shù)的發(fā)展是密不可分,相輔相成的。通過(guò)簡(jiǎn)述基因工程,細(xì)胞工程,酶工程,發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用,闡明生物技術(shù)作為一種高新技術(shù)在食品工業(yè)發(fā)展中的推動(dòng)作用。
一、生物技術(shù)總論:生物技術(shù)是“利用生物有機(jī)體或其組成部發(fā)展新產(chǎn)品或新工藝的一種體系”,是“ 操縱生物的細(xì)胞、組織或酶,進(jìn)行生物合成、生物轉(zhuǎn)化或生物降解,大規(guī)模地生產(chǎn)預(yù)期產(chǎn)品或達(dá)到特殊目的的一門(mén)技術(shù)”。生物技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用了幾個(gè)世紀(jì),它曾被集中地用于生產(chǎn)多種食品,如面包、奶酪、啤酒、葡萄酒以及醬油、米酒和發(fā)酵的乳制品。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,人們對(duì)食品的組成、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感官的要求也越來(lái)越高。而食品生物技術(shù)是生物技術(shù)的重要分支,指以現(xiàn)代生命科學(xué)和其他學(xué)科的研究成果為基礎(chǔ),結(jié)合現(xiàn)代工程技術(shù)手段生產(chǎn)新型食品和食品原料的一門(mén)技術(shù)。到目前為止,生物技術(shù)在食品工業(yè)中的作用表現(xiàn)在以下幾方面:
1、基因工程:基因工程又稱(chēng)DNA重組技術(shù)是指按人的意志,將某一生物體的遺傳倩息在體外經(jīng)人工與載體相接,構(gòu)成重組DNA分子 ,然后轉(zhuǎn)入另一生物體受體細(xì)胞中,使被引進(jìn)的外源片段在后者內(nèi)部得以表達(dá)和遺傳。將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)植物或徽生物上即產(chǎn)生基因工程食品。墓因工程應(yīng)用于食品生產(chǎn)具有很多優(yōu)點(diǎn):(1)可延長(zhǎng)水果、蔬菜的貨架期及感官特性,比如轉(zhuǎn)基因西紅柿具有更長(zhǎng)的貨架期,可延長(zhǎng)其熟化、軟化和腐爛過(guò)程。(2)可提高食品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),如基因組的牛生長(zhǎng)激素 可提高乳牛的產(chǎn)奶 。通過(guò)基因工程生產(chǎn)的大豆,營(yíng)養(yǎng)更豐富,風(fēng)味更佳。(3)采用基因工程技術(shù)還可以提高食品中礦物質(zhì)的含量,使人們的啟癥及心臟病的發(fā)病率降低。(4)提高蛋白質(zhì)的含量,通過(guò)基因工程可增加食品中必需氮基酸的含量 ,還能提高食品的功能特性,拓寬植物蛋白的使用。(5)提高肉、奶和畜類(lèi)產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量?;蚬こ?,尤其是克隆技術(shù),可提高畜牧產(chǎn) ,滿(mǎn)足肉蛋白食品的需求。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物不僅使產(chǎn)奶或產(chǎn)肉量增加,而且可得到具有特殊功能的奶或肉類(lèi)產(chǎn)品,如去乳據(jù)牛奶,低脂牛奶,低膽固醇、低脂肪肉品以及含特殊營(yíng)養(yǎng)成分的肉食品等。
2、細(xì)胞工程:細(xì)胞工程就是應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)方法,按照人們預(yù)定的設(shè)計(jì),有計(jì)劃地保存、改變和創(chuàng)造遺傳物質(zhì)的技術(shù)。近年來(lái)細(xì)胞工程的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用主要集中在細(xì)胞雜交,快速無(wú)性繁殖和細(xì)胞育種等方面。利用細(xì)胞雜交和細(xì)胞培養(yǎng)可生產(chǎn)獨(dú)特的食品香味和風(fēng)味的添加劑,如香草素、可可香素、菠蘿風(fēng)味劑以及高級(jí)的天然色索,如咖吸黃、類(lèi)胡蘿卜素、紫色家、花色昔素、辣椒素、靛藍(lán)等。利用細(xì)胞工程技術(shù)生產(chǎn)生物來(lái)源的天然食品或天然食品添加劑, 是細(xì)胞工程的一個(gè)重要領(lǐng)域,應(yīng)用范圍包括生產(chǎn)天然藥物、 食品添加劑和酶制劑(SOD酶、木瓜蛋白酶等)等。SOD是一種頗受關(guān)注的酶,目前 SOD主要從動(dòng)物血液中分離和純化獲得。
3、酶工程:生物技術(shù)中對(duì)食品工業(yè)生產(chǎn)影響最大的還是酶工程和發(fā)醉工程 ,酶工程是指在一定的生物反映器內(nèi),利用酶的催化作用 ,將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)的技術(shù),是將酶學(xué)理論與化工技術(shù)結(jié)合而形成的新技術(shù),其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)遍及農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、能源開(kāi)發(fā)和生命科學(xué)理論研究等各個(gè)方面。國(guó)際上對(duì)酶工程的研究主要集中在以下幾方面:(1)運(yùn)用基因工程和蛋白質(zhì)工程 ,改善原有醉的各種性能,提商酶的產(chǎn)率和穩(wěn)定性,使其在后提取工藝和應(yīng)用過(guò)程中更容易操作;(2)研究開(kāi)發(fā)新的人工合成和模擬酶,如人工合成的高分子聚合物聚鈉一乙烯基毗陡一烷化物 ,具有康蛋白酶的功能。(3)加緊對(duì)核酸醉和抗體酶的研究。酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用可以增加產(chǎn)量 ,提商質(zhì)量 ,降低原材料和能源消耗,改善勞動(dòng)條件,降低成本,甚至可以生產(chǎn)出用其它方法難以得到的產(chǎn)品,促進(jìn)新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的興起和發(fā)展。酶技術(shù)不僅用于食品加工過(guò)程中,還可用于原料和成品的保鮮、貯藏。例如把葡萄糖氧化酶和過(guò)氧化物酶添加入果蔬中 ,密封保藏 ,可以脫去氧氣 ,延長(zhǎng)果蔬的保藏期。另外 ,許多食品及原料的腐敗、變質(zhì)與酶有密切關(guān)系 ,它們大多是在酶的催化作用下進(jìn)行的。因此 ,從酶的作用機(jī)理出發(fā)采用物理或化學(xué)方法抑制酶的活性 ,對(duì)食品的保鮮和貯藏具有重要的作用。
4、發(fā)酵工程:發(fā)酵工程又稱(chēng)為徽生物工程 ,是指?jìng)鹘y(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)與重組、細(xì)胞融合、分子修飾和改造等技術(shù)結(jié)合并發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)。它是利用徽生物的特定性狀,通過(guò)現(xiàn)代化工程技術(shù)生產(chǎn)有用物質(zhì)或直接應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn) ,以把糧食、能源、化學(xué)制品、環(huán)境控制等全球性問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)的一種技術(shù)體系。此外利用現(xiàn)代發(fā)醉技術(shù)生產(chǎn)不同用途、品種多樣的食品添加劑是新趨勢(shì) ,如甜味劑中木糖醉、甘褥糖醉、阿拉伯據(jù)醉、甜味多膚等;酸化劑中的乙一蘋(píng)果酸、一瓏拍酸等;氮墓酸中的各種必需氮基酸; 稠化劑中的黃原酸、熱凝性多糖等;風(fēng)味添加劑中的多種核昔酸、城拍酸鈉等 ;香味劑中脂肪酸醋、異丁醉等; 維生素中的維生家素C、維生素B及核黃素等; 生物活性添加劑中的各種保健活性菌、超氧化岐化酶抑制因子等。
二、生物技術(shù)在我國(guó)食品中的應(yīng)用。1、生物技術(shù)與綠色食品:綠色食品是指遵循可持續(xù)發(fā)展原則按照特定生產(chǎn)和生產(chǎn)工藝 ,經(jīng)專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)認(rèn)定并注有綠色食品商標(biāo)的無(wú)污染的優(yōu)質(zhì) 、營(yíng)養(yǎng)、安全食品。我國(guó)己規(guī)定在綠色食品加工中禁止使用激素,但利用基因重組技術(shù)可以生產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)激素,我們將其注射至豬身上 ,便可得到瘦肉型豬例 ,這樣既可以降低肉食品原料的價(jià)格 ,也可以改善畜產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì) ,為我國(guó)綠色肉食品的發(fā)展提供了原料上的保障。2、生物技術(shù)與保健食品:隨著生活水平的提高,由于過(guò)多地?cái)z取動(dòng)物食品和精加工食品 ,導(dǎo)致各類(lèi)營(yíng)養(yǎng)元素?cái)z入的不平衡 ,從而出現(xiàn)了如心腦血管疾病 、高血壓、糖尿病 、癌癥等 “文明病 ”另外 ,隨著工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn) ,人類(lèi)賴(lài)以生存的空氣 、水 、食品受到嚴(yán)重污染 ,嚴(yán)重地影響著人類(lèi)的身心健康 隨著這些社會(huì)問(wèn)題的出現(xiàn) ,對(duì)食品工業(yè)的發(fā)展提出了新的要求 ,營(yíng)養(yǎng)保健食品的發(fā)展為這些社會(huì)問(wèn)題的解決提供了一種新途徑。(1)冬蟲(chóng)夏草的利用,目前作為國(guó)家 “九五 ”攻關(guān)項(xiàng) 目的 “冬蟲(chóng)夏草多糖”的研究 ,該項(xiàng)目綜合技術(shù)水品居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,并達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。利用該技術(shù)提取的蟲(chóng)草多糖可添加于多種形式的保健食品載體中念;(2)雙歧桿菌的運(yùn)用。利用雙歧桿菌增殖作用 ,可抑制腐敗菌的生長(zhǎng)繁殖生產(chǎn)新型低聚糖 ,其種類(lèi)有異麥芽寡糖、蔗果寡糖、半乳糖基寡糖等十多個(gè)種類(lèi)川低聚糖的開(kāi)發(fā),可以防止腫瘤、糖尿病以達(dá)到保健的目的。
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