食品工程中現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用

鄭 昆，楊 紅

（1．吉林化工學(xué)院工程學(xué)院，吉林吉林 132022；2．吉林通用航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林吉林 132000）

食品工程在民生工程中占據(jù)著關(guān)鍵地位，直接影響到社會的穩(wěn)定發(fā)展。進(jìn)入新時期后，人們對食品工程的要求也隨之提高。只有在食品生產(chǎn)、加工等各個環(huán)節(jié)內(nèi)充分應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)，才可以加快食品工程的發(fā)展。現(xiàn)代生物技術(shù)的類型眾多，不同類型的技術(shù)具有差異化的應(yīng)用形式。為切實凸顯現(xiàn)代生物技術(shù)的價值和優(yōu)勢，相關(guān)部門應(yīng)準(zhǔn)確把握各類生物技術(shù)的特征，在食品工程中深度應(yīng)用前沿技術(shù)成果。

1 現(xiàn)代生物技術(shù)的常用類型

1.1 生物酶技術(shù)

生物酶工程指的是在特定的生物反應(yīng)裝置中利用酶的生物催化功能及其他工程手段，將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化為有用物質(zhì)，且應(yīng)用于社會生活中[1]。生物酶工程的內(nèi)容眾多，涉及到酶制劑、酶反應(yīng)器等。其目前在食品工業(yè)中應(yīng)用較為廣泛。

1.2 發(fā)酵技術(shù)

該技術(shù)是利用微生物的發(fā)酵作用，通過對微生物發(fā)酵過程進(jìn)行控制，將發(fā)酵產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)出來。發(fā)酵技術(shù)具有較為悠久的歷史，目前已在酸奶、酒類、調(diào)味品等食品生產(chǎn)中應(yīng)用較多。

1.3 細(xì)胞工程技術(shù)

該技術(shù)綜合利用細(xì)胞生物學(xué)原理及工程學(xué)技術(shù)，對細(xì)胞遺傳性進(jìn)行有計劃地改變或創(chuàng)造。其中，細(xì)胞融合、移植細(xì)胞等是目前常用的改造技術(shù)。

1.4 蛋白質(zhì)工程技術(shù)

該技術(shù)依據(jù)蛋白質(zhì)分子的生物功能及結(jié)構(gòu)規(guī)律，以基因合成或基因修飾等手段制造新的蛋白質(zhì)，或?qū)ΜF(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，以便滿足人們的生產(chǎn)生活需求。近些年來，我國在蛋白質(zhì)合成與生產(chǎn)等方向進(jìn)行了深入研究，一系列前沿成果被應(yīng)用于食品工程中[2]。如在食品生產(chǎn)中難以直接提取自然界中的酶種，而通過蛋白質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)w維酶、凝乳酶等進(jìn)行改良。

1.5 基因技術(shù)

該技術(shù)是通過重組基因?qū)ι矬w的遺傳特性進(jìn)行改變，在具體實施中，向生物體內(nèi)導(dǎo)入新細(xì)胞，即會有新的生物體品種生成。

2 現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的主要應(yīng)用領(lǐng)域

2.1 食品開發(fā)

食用資源開發(fā)是食品工程的重要領(lǐng)域，20世紀(jì)英國開發(fā)出“真菌蛋白”后受到全世界的關(guān)注[3]。通過研發(fā)微生物食用資源，人們對蛋白質(zhì)的需求可以得到充分滿足。同時，微生物具有較快的生長速度，可促使食品的生產(chǎn)、制作成本得到降低。其中，微生物食品的典型代表為單細(xì)胞蛋白，其含有的蛋白質(zhì)、維生素、微量元素等十分豐富，與亞健康人群的營養(yǎng)需求十分吻合。

2.2 食品加工

食品加工是食品工程的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段在食品加工環(huán)節(jié)已廣泛應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)。在現(xiàn)代生物技術(shù)的作用下，不僅食品風(fēng)味可以得到改變，食品加工成本也可得到降低。例如，在玫瑰花食品加工中，要應(yīng)用到具有濃厚香味的香玫瑰，由于此種玫瑰的培育難度較大，整體數(shù)量偏少，導(dǎo)致增加了食品的加工成本[4]。而基于現(xiàn)代生物技術(shù)的支持，可向香味較淡的觀賞性玫瑰品種中導(dǎo)入香玫瑰的產(chǎn)香基因，使食品生產(chǎn)的原材料來源得到擴(kuò)大，有助于食品加工成本的降低。再如，過去加工肉類食品時，人們往往會舍棄掉碎肉，這樣將會浪費(fèi)大量資源。而通過應(yīng)用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶，可將碎肉進(jìn)行重組，不僅肉制品外觀得到美化，資源浪費(fèi)問題也可得到遏制。此外，在制作南瓜類飲料時，可按照1∶1的比例應(yīng)用保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌，這樣飲料的口感、風(fēng)味等皆可得到改善。

2.3 食品發(fā)酵

在多類食品生產(chǎn)中，皆需經(jīng)過發(fā)酵這一工序。通過在發(fā)酵環(huán)節(jié)應(yīng)用基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)，可有效生產(chǎn)、改造發(fā)酵菌種。以面包酵母菌為例，利用基因工程技術(shù)對其進(jìn)行改造后，將會顯著提高面包酵母的性能。同時，通過應(yīng)用基因工程技術(shù)，也可科學(xué)改良發(fā)酵工藝，促使食品品質(zhì)得到提升。如利用基因工程技術(shù)可培育出釀酒酵母，有效改進(jìn)了傳統(tǒng)的釀酒工藝，使酒類產(chǎn)品的香濃度得到了顯著提升。

2.4 食品改良

微生物菌種在酸奶、醬油等食品生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛，微生物菌種會在很大程度上影響到食品的質(zhì)量品質(zhì)。利用基因技術(shù)能夠?qū)N進(jìn)行有效改良，促使微生物菌種質(zhì)量、食品質(zhì)量等得到提高。以啤酒生產(chǎn)為例，將A-乙酰乳酸脫羧酶基因加入到啤酒酵母中，能夠有效改善啤酒的風(fēng)味。此外，乳酸桿菌中所含有的酶具有抗衰老、延緩細(xì)胞衰老死亡等功能，如果能夠?qū)⒋朔N酶的基因應(yīng)用到食品生產(chǎn)領(lǐng)域，可促使食品的保健功能得到增強(qiáng)。

2.5 食品檢驗

近些年來，人們?nèi)遮呹P(guān)注食品安全問題。一旦食品安全得不到保證，不僅消費(fèi)者的人身健康受到威脅，還會造成十分惡劣的社會影響。因此，相關(guān)部門需要嚴(yán)格檢驗各類食品，禁止市場中流通不合格的食品。由于現(xiàn)代生物技術(shù)的便捷性、精確性較強(qiáng)，且不需要較高的檢驗成本等，被廣泛應(yīng)用于食品檢驗領(lǐng)域。其中，常用的檢驗技術(shù)有以下幾種。①PCR技術(shù)。此種技術(shù)只有短短30年的發(fā)展歷史，由于其具備較高的精確度，目前在食品檢驗中應(yīng)用十分廣泛。在具體試驗過程中，先要提取待檢測目標(biāo)的DNA，之后設(shè)計引物，進(jìn)行PCR擴(kuò)增處理，最后對PCR產(chǎn)物進(jìn)行篩選和檢定，即可對食品中的病原微生物進(jìn)行快速檢驗。②免疫法。本種技術(shù)具有極高的靈敏性與特異性，操作難度較小，可以對蛋白質(zhì)的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入探究。免疫法的類型眾多，如熒光抗體法、放射免疫法等。以熒光抗體法為例，先固定待檢測樣品，將熒光抗體溶液添加到上面。之后利用緩沖液沖洗樣品，若有對應(yīng)的抗原存在，將會在抗原抗體結(jié)合的過程中發(fā)出熒光，工作人員利用熒光顯微鏡可觀察到帶熒光的抗原抗體復(fù)合物。該技術(shù)能夠?qū)ι抽T氏菌等多種病原進(jìn)行檢驗。③生物芯片技術(shù)。此種技術(shù)是在載體表面依據(jù)適當(dāng)順序固定生物識別分子，利用生物分子的特異親和反應(yīng)即可對生物分子的存在情況進(jìn)行掌握[5]。其中，抗原抗體反應(yīng)、核酸雜交反應(yīng)為常見的特異親和反應(yīng)類型。相較于其他食品檢驗方式，本種技術(shù)具有較高的自動化程度，能夠獲得十分準(zhǔn)確的檢驗結(jié)果。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著食品工程的快速發(fā)展，現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用范圍也在逐步擴(kuò)大。在未來發(fā)展過程中，相關(guān)人員要進(jìn)一步創(chuàng)新現(xiàn)代生物技術(shù)，探索現(xiàn)代生物技術(shù)新的應(yīng)用領(lǐng)域和方向，為食品工程的發(fā)展提供充分的支持。同時，要積極借鑒發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)經(jīng)驗，深化生物技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用效果。