生物技術(shù)在食品添加劑中的應(yīng)用分析

作為現(xiàn)代食品當(dāng)中不可或缺的重要元素，食品添加劑一般是人工合成或者取材于自然，為現(xiàn)代食品加工和提升食品生產(chǎn)原料的利用率做出了重要貢獻(xiàn)，可以改善食品的外觀(guān)、口味，適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)食品的保質(zhì)期，還能提高食品的品質(zhì)，使食品中的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更好地發(fā)揮出來(lái)?，F(xiàn)代所有的加工食品中都含有食品添加劑，但只要符合國(guó)家規(guī)定，就對(duì)人體健康有益無(wú)害。

在檢測(cè)與制備食品添加劑的過(guò)程中，離不開(kāi)生物技術(shù)的參與，本文對(duì)生物技術(shù)在食品添加劑檢測(cè)和制備中的具體應(yīng)用進(jìn)行了闡述，以期與各位學(xué)者共同交流。

一、生物技術(shù)在食品添加劑檢測(cè)中的應(yīng)用

1.生物芯片技術(shù)。生物芯片技術(shù)是興起于20世紀(jì)90年代的微量元素分析技術(shù)，包括免疫學(xué)、計(jì)算機(jī)分析、分子生物、微電子學(xué)等技術(shù)。生物芯片技術(shù)的基本流程主要是構(gòu)建方陣、制備樣品、分析生物分子間相互作用產(chǎn)生的結(jié)果，通過(guò)許多生物探針，例如基因探針、抗原和抗體等，形成可以與樣品發(fā)生反應(yīng)的微陣列，然后通過(guò)光學(xué)掃描儀器對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使一系列的生命科學(xué)研究能夠在芯片上完成。生物芯片技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)食品添加劑物質(zhì)的分析，使整個(gè)分析過(guò)程連續(xù)化、細(xì)微化，并形成詳細(xì)的集成化信息，被廣泛應(yīng)用于食品添加劑檢測(cè)、食品中的轉(zhuǎn)基因物質(zhì)檢測(cè)、食品的毒理學(xué)研究等方面。作為多種先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合體，生物芯片技術(shù)在蛋白質(zhì)檢測(cè)、食品基因分析方面也多有應(yīng)用。

2.生物傳感器技術(shù)。生物傳感器技術(shù)是指將一些固定生物體成分，例如酶元素、激素、抗體或各種生物本身的細(xì)胞、器官組成的敏感元件作為生物傳感器，通過(guò)這些生物分子來(lái)鑒定被測(cè)物，然后觀(guān)察這些生物分子與被測(cè)物產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)或物理反應(yīng)，最后通過(guò)分析技術(shù)得出鑒定結(jié)果。生物傳感器的組成結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，檢測(cè)靈敏度很高，所用到的樣品量較少，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程體量小，非常便于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。生物傳感器主要用于亞硝酸鹽、甜蜜素等食品添加劑的分析檢測(cè)，在食品添加劑分析領(lǐng)域占據(jù)主要地位。

3.免疫分析技術(shù)。免疫分析技術(shù)是一種對(duì)被測(cè)樣品進(jìn)行定量或定性檢測(cè)，以抗原和抗體之間的反應(yīng)作為檢測(cè)基礎(chǔ)，通過(guò)定量信號(hào)進(jìn)行判斷的方法，具有特異性和高靈敏度?，F(xiàn)階段市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的免疫技術(shù)主要包括放射免疫分析、熒光檢測(cè)、免疫電競(jìng)、膠體金免疫標(biāo)記等，各種免疫分析技術(shù)的原理基本相同，差異主要表現(xiàn)在被檢測(cè)物質(zhì)最終產(chǎn)生的信號(hào)上。免疫分析技術(shù)干擾程度小，操作過(guò)程較為簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境污染較低，被廣泛應(yīng)用于食品微生物檢測(cè)，能夠有效鑒別出食品添加劑中的真菌毒素，對(duì)于檢測(cè)蔬果當(dāng)中的殺蟲(chóng)劑、除草劑等農(nóng)藥殘留有著卓越的效果。

二、生物技術(shù)在食品添加劑制備中的應(yīng)用

1.單細(xì)胞蛋白提取。單細(xì)胞蛋白主要是通過(guò)生物技術(shù)從一些富含蛋白質(zhì)的藻類(lèi)物質(zhì)、酵母、細(xì)菌或真菌當(dāng)中進(jìn)行培養(yǎng)并提煉。相較于傳統(tǒng)蛋白質(zhì)，用生物技術(shù)提取的單細(xì)胞蛋白其發(fā)酵技術(shù)與生產(chǎn)可以在任何季節(jié)展開(kāi)，并且不受地域制約，生產(chǎn)便捷高效。單細(xì)胞蛋白在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用于飼料當(dāng)中，例如將假絲酵母等菌種通過(guò)亞硫酸廢液或者石油培植酵母細(xì)菌體添加到牲畜飼料中，對(duì)家禽的飼養(yǎng)有著極大的幫助，能夠促使其快速生長(zhǎng)、增加奶牛的牛奶產(chǎn)量、提升雞的產(chǎn)蛋率，還能夠使家禽增強(qiáng)免疫力，減少瘟疫爆發(fā)的概率。通過(guò)酵母菌和假絲酵母菌生產(chǎn)出的單細(xì)胞蛋白氨基酸組成齊全，可以直接添加到人們食用的食品當(dāng)中，并且常常作為一些營(yíng)養(yǎng)食品、康復(fù)類(lèi)食品的食品添加劑，用來(lái)提升這類(lèi)產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)生物價(jià)。單細(xì)胞蛋白中的維生素與礦物質(zhì)含量也非常豐富，一些維生素類(lèi)、功能類(lèi)飲料、礦泉水當(dāng)中也少不了它的身影。將單細(xì)胞蛋白質(zhì)作為食品添加劑加入食物當(dāng)中還能提升食物的風(fēng)味，被廣泛用作肉類(lèi)食品的增香劑。

2.調(diào)味品制備。調(diào)味品在人們的日常生活中很常見(jiàn)，食物的酸、甜、苦、辣都離不開(kāi)調(diào)味品。例如人們做飯炒菜時(shí)用到最多的醬油、醋、味精、耗油等，都是由生物技術(shù)進(jìn)行微生物發(fā)酵制作而成。在調(diào)味劑的制作過(guò)程當(dāng)中，首先需要通過(guò)生物技術(shù)挑選適宜的菌株，例如人們一日三餐中常用的調(diào)料大多以高粱、麥麩皮等作為原料，通過(guò)一定的生物發(fā)酵技術(shù)，獲得具有各種風(fēng)味的物質(zhì)。以味精這種鮮味劑為例，其學(xué)名是谷氨酸鈉，這一成分需要利用生物技術(shù)從其他物質(zhì)上大量提取，然后由谷氨酸鈉結(jié)晶水與適量比例的核苷酸等調(diào)配，最終制作出鮮味強(qiáng)烈的味精。這一過(guò)程需要利用到枯草桿菌、產(chǎn)氨短桿菌等物質(zhì)，通過(guò)生物發(fā)酵技術(shù)提取發(fā)酵物品，再經(jīng)過(guò)磷酸化反應(yīng)技術(shù)得到最終的成品。在食醋的制作過(guò)程中，也要通過(guò)生物檢測(cè)技術(shù)篩選合適的細(xì)菌，并以醋酸桿菌等糖類(lèi)或酵母膏為基礎(chǔ)進(jìn)行培養(yǎng)，進(jìn)行精密的控溫與發(fā)酵，最終得到乙酸類(lèi)產(chǎn)品。

3.發(fā)酵劑制備。從天然的植物當(dāng)中提取發(fā)酵劑由于資源有限所產(chǎn)生的成本較高，用化學(xué)技術(shù)生產(chǎn)發(fā)酵劑合成率較低且周期較長(zhǎng)，也有可能危害人體健康，然而利用生物技術(shù)生產(chǎn)的發(fā)酵劑成本大大降低，因此生物技術(shù)中的發(fā)酵工程技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)階制備發(fā)酵劑的主要技術(shù)。發(fā)酵工程通過(guò)將微生物學(xué)、生物化學(xué)、食品化學(xué)工程等先進(jìn)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，利用微生物的生長(zhǎng)及代謝活動(dòng)來(lái)發(fā)酵與生產(chǎn)各種食品添加劑物質(zhì)。在諸多生物技術(shù)中，發(fā)酵工程技術(shù)最早應(yīng)用于食品添加劑領(lǐng)域，并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代發(fā)酵設(shè)備儀器越來(lái)越精密化，能夠使一些經(jīng)過(guò)生物檢測(cè)技術(shù)的適宜細(xì)胞以及一些經(jīng)過(guò)生物改造技術(shù)的菌株很好地進(jìn)行控制性發(fā)酵，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的食品添加劑。

例如在世界各國(guó)悠久的歷史發(fā)展過(guò)程中，各種各樣的酒一直是人們生活中的重要飲品，但在傳統(tǒng)的釀酒技術(shù)中，人們一直用酵母發(fā)酵來(lái)產(chǎn)生酒精，后來(lái)食品學(xué)家們廣泛對(duì)細(xì)菌發(fā)酵進(jìn)行深入研究，希望取得一種耐高溫、耐久性的新菌種，使生產(chǎn)出來(lái)的酒更加醇香。此前，日本通過(guò)對(duì)土壤進(jìn)行分離得到一種新的酒精生產(chǎn)菌TB-22，這種菌類(lèi)能夠以稻草、廢舊木材、天然纖維素為原料進(jìn)行酒精的生產(chǎn)。在味精生產(chǎn)線(xiàn)中，生物技術(shù)中的發(fā)酵工程通過(guò)采用雙酶法糖化發(fā)酵技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)酵當(dāng)中的酸法水解工藝，大大提升了對(duì)原材料的利用。在利用鮮牛奶生產(chǎn)乳酸性飲料的過(guò)程中，生物技術(shù)利用高壓均質(zhì)乳化來(lái)克服酪蛋白在酸性發(fā)酵條件下產(chǎn)生沉淀與分離的問(wèn)題，使牛乳的加工進(jìn)入了一個(gè)更加多樣化的階段。

總而言之，“民以食為天”，隨著生活品質(zhì)的不斷提升，人們對(duì)食品的品質(zhì)要求越來(lái)越高。生物技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展在為大家?guī)?lái)更多有利于人體健康、有利于提升食品品質(zhì)的食品添加劑的同時(shí)，也能更好地排除將食品添加劑應(yīng)用于食品時(shí)所存在的安全隱患，極大地滿(mǎn)足了人們對(duì)美食和安全的追求。

作者簡(jiǎn)介：王冠棋（2000-），男，漢族，黑龍江哈爾濱人，本科在讀，研究方向?yàn)樯锟茖W(xué)。