食品生產(chǎn)環(huán)節(jié)生物工程技術(shù)的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在食品生產(chǎn)過程的研發(fā)、加工和檢測等環(huán)節(jié)中越來越多地應(yīng)用到了生物工程技術(shù)。生物工程技術(shù)又稱為生物工程，是以分子生物學(xué)為基礎(chǔ)、構(gòu)建新的生物類型或新生物技能的技術(shù)[1]。這種技術(shù)是現(xiàn)代生物科學(xué)與工程技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物。一般認(rèn)為，它是以現(xiàn)代生物學(xué)理論與技術(shù)為基礎(chǔ)，融合相關(guān)的化工、機械、計算機等技術(shù)，充分運用分子生物學(xué)研究的前沿成果，以生產(chǎn)有用代謝產(chǎn)物或發(fā)揮其獨特生物功能的一門現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。在食品生產(chǎn)環(huán)節(jié)中應(yīng)用該技術(shù)，能夠促進(jìn)和完善食品領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展。因此，本文探討食品生產(chǎn)環(huán)節(jié)生物工程技術(shù)的應(yīng)用有著重要的現(xiàn)實意義。

1 食品研發(fā)中生物工程技術(shù)的應(yīng)用

食品生產(chǎn)一般由3個環(huán)節(jié)構(gòu)成，即研發(fā)、加工和檢測，它們構(gòu)成食品生產(chǎn)的整個鏈條，保證國民食品的數(shù)量和質(zhì)量。傳統(tǒng)的食品研發(fā)，因為受生物工程技術(shù)和其他方面原因的限制，無論是在數(shù)量上還是在質(zhì)量上都無法滿足人們的生活需求?，F(xiàn)在隨著當(dāng)代生物工程技術(shù)的高速發(fā)展和各種食材的極大豐富，食品高效研發(fā)已經(jīng)成為極大可能。

當(dāng)下社會繁榮進(jìn)步，人們對食品的質(zhì)量、種類、安全等方面的要求越來越高，在食品開發(fā)環(huán)節(jié)應(yīng)用生物工程技術(shù)能給食品生產(chǎn)帶來很大益處，尤其是在功能食品與微生物蛋白食品的開發(fā)方面[2]。換言之，新食品的研發(fā)主要指微生物食品和功能保健食品的開發(fā)。運用生物工程技術(shù)進(jìn)行微生物食品的研發(fā)，能夠有效彌補當(dāng)前蛋白質(zhì)食品短缺的情況。例如，通過藻類微生物食品的研發(fā)就可以為人們提供更多種富含蛋白質(zhì)的食品。運用生物工程技術(shù)進(jìn)行含磷脂、硒、鋅等保健食品的研發(fā)也是當(dāng)前人們所關(guān)注的重點項目。保健食品能夠有效調(diào)節(jié)人體機能，雖然不能夠起到藥物治療的效果，但大量補充人體稀缺的元素，也有益于人們的身體健康。

在食品生產(chǎn)領(lǐng)域，生物工程技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，能夠極大推動社會物質(zhì)的繁榮和進(jìn)步，同時也有力推進(jìn)了人們飲食生活的改善。在食品研發(fā)過程中通過生物工程技術(shù)的應(yīng)用，能夠保護(hù)人們的生命安全，同時也能夠提升食品工業(yè)的技術(shù)能力水平。

2 食品加工中生物工程技術(shù)的應(yīng)用

食品加工的過程實際上就是通過人力、機械和生物工程技術(shù)等方式來進(jìn)行的原材料轉(zhuǎn)換和增效的過程。因其加工的科學(xué)性和有效性，讓人們可以放心地食用加工出的產(chǎn)品。隨著生物工程技術(shù)的迅猛發(fā)展，食品加工產(chǎn)業(yè)科技含量的增加，食品附加值也得到大幅提升。食品加工中的生物工程技術(shù)應(yīng)用，按由舊到新的應(yīng)用過程，主要有發(fā)酵工程、基因工程和酶工程等技術(shù)。

（1）發(fā)酵工程技術(shù)可以分為傳統(tǒng)微生物發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代生物發(fā)酵技術(shù)。研究者一般認(rèn)為，這種技術(shù)是采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的特殊功能來為人類生產(chǎn)有益產(chǎn)品的技術(shù)，或簡單說，它是一種直接將微生物應(yīng)用于食品工業(yè)生產(chǎn)過程的新技術(shù)。這種技術(shù)古代就在食品制作中應(yīng)用，現(xiàn)在依然是重要的食品加工工藝。例如，現(xiàn)在的食品加工企業(yè)在面包和果汁生產(chǎn)時就要用到這一技術(shù)。運用現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)可以獲取苷酸和氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，可以提升食品的營養(yǎng)價值。發(fā)酵技術(shù)還被廣泛運用于乳酸菌食品的加工中，如利用發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行酸奶制作，可生產(chǎn)出植物蛋白發(fā)酵飲料。

（2）基因工程技術(shù)是利用分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的相關(guān)知識，對DNA進(jìn)行重新拼接組合，構(gòu)建雜種DNA分子并導(dǎo)入受體細(xì)胞，以得到新產(chǎn)物或新性狀的一種基因操作技術(shù)[3]?；蚬こ碳夹g(shù)在食品原材料生產(chǎn)中經(jīng)常得到應(yīng)用。例如，食品加工人員在食品原材料再加工過程中，可以利用基因工程技術(shù)對加工食品中的碳水化合物、蛋白質(zhì)等進(jìn)行有效調(diào)控，以提高加工食品的品質(zhì)。此外，將基因工程技術(shù)應(yīng)用到碳水化合物類食品生產(chǎn)加工中，能夠改變食品原材料中的淀粉含量；將基因工程技術(shù)應(yīng)用到蛋白質(zhì)類食品原材料的培育與生產(chǎn)中，能夠改善農(nóng)作物的品質(zhì)。轉(zhuǎn)基因大豆等高含量氨基酸和蛋白質(zhì)食品的出現(xiàn)，就是利用基因工程技術(shù)進(jìn)行培育和改造的結(jié)果。另外，將基因工程技術(shù)應(yīng)用到日常肉制品和乳化制品加工中，能夠有效改善其中蛋白質(zhì)和碳水化合物的質(zhì)量，同時也能夠大幅度提升蛋白質(zhì)食品的產(chǎn)量。

（3）酶工程技術(shù)是將需要催化的動植物和微生物細(xì)胞以及酶等原料與高效的催化酶放置于同一生物反應(yīng)容器中，然后利用生物酶的有效催化功能，使原材料的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化并產(chǎn)生不同的作用，從而改變生物性狀或提升生物品質(zhì)的一種現(xiàn)代生物技術(shù)。酶工程技術(shù)廣泛運用于食品加工中。例如，谷類、薯類和豆類食物的生產(chǎn)與加工，可以通過酶的科學(xué)有效調(diào)節(jié)來增加它們的淀粉含量，具體是利用酶的催化作用實現(xiàn)食物材料的品質(zhì)轉(zhuǎn)換，從而提升食品的價值。在這當(dāng)中，酶工程技術(shù)的應(yīng)用為食品品質(zhì)提升帶來了重要的保障。在焙烤食品、飲料、肉制品以及乳制品等食品的加工中，酶工程技術(shù)得到廣泛應(yīng)用且應(yīng)用效果良好，也有效提升了企業(yè)的經(jīng)濟效益。另外，應(yīng)用生物酶工程技術(shù)可以提高食品安全防護(hù)的效益。例如，采用了生物酶工程技術(shù)的食品能更好地促進(jìn)人的腸胃消化，還能使一些食物的保質(zhì)期延長。這一切說明，酶工程技術(shù)的應(yīng)用確實能推動食品行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

3 食品檢測中生物工程技術(shù)的應(yīng)用

隨著人們的生活品質(zhì)提升，食品無論是在種類上還是在數(shù)量上都發(fā)生了很多的改變。但當(dāng)前人們也面臨著食品安全問題，所以需要通過生物工程技術(shù)來檢測食品的安全性。生物工程技術(shù)的準(zhǔn)確性、便捷性、靈敏性提升了食品檢測的效率，使食品成分的檢測時間與速度得到明顯提升，能敏捷地分辨出有害成分[4]。生物工程技術(shù)運用于食品檢測中能夠保證食品的安全性，是在食品安全檢測工作中的最重要一環(huán)。切實在食品檢測工作中運用好生物工程技術(shù)，最關(guān)鍵的是掌握好分子生物技術(shù)、免疫檢測技術(shù)、生物芯片技術(shù)等，以實現(xiàn)檢測技術(shù)的整體優(yōu)化。

（1）分子生物技術(shù)是從分子層面對食品功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)研究。分子生物技術(shù)是在分子這一水平上通過對蛋白質(zhì)和核酸的研究，獲得研究對象的特征和性質(zhì)，并利用其特征與性質(zhì)在分子結(jié)構(gòu)水平上進(jìn)行操作，從而實現(xiàn)人們對食品的生物學(xué)改造的一種技術(shù)方式。例如，運用分子生物技術(shù)的PCR技術(shù)來檢測酸奶、腐乳、食醋等食品中的微生物。目前分子生物技術(shù)已經(jīng)被運用到多個行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，通過研究生物分子結(jié)構(gòu)和組織來提升食品檢測的準(zhǔn)確度，核酸分子雜交和多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是其中的常規(guī)技術(shù)，其靈敏性很高，應(yīng)用起來較為方便。生物傳感技術(shù)能夠?qū)悠愤M(jìn)行選擇性響應(yīng)，它通過電信號來判斷食品中某物質(zhì)的濃度，實現(xiàn)定量分析的要求。這種技術(shù)的準(zhǔn)確性更高，能夠?qū)崿F(xiàn)對食品添加劑、霉素以及新鮮程度的有效檢測。

（2）免疫檢測技術(shù)其實是將免疫反應(yīng)與現(xiàn)代測試技術(shù)有機結(jié)合的表現(xiàn)形式，它利用生物超微量的元素進(jìn)行檢測，結(jié)合抗原反應(yīng)與抗體反應(yīng)原理，實現(xiàn)對于食品質(zhì)量安全的評估與分析。換言之，免疫檢測技術(shù)主要是依靠敏感的生物感受器、有效的信息傳感器和高效的樣品呈現(xiàn)放大器等檢測工具，并依靠抗體與抗原之間的化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)食品有效檢測的一種生物工程技術(shù)。這種免疫檢測技術(shù)和酶檢測技術(shù)一樣，都是食品檢測中常用的檢測方法。這種技術(shù)，主要是通過觀察檢測對象的狀態(tài)，分析其抗原的含量與性質(zhì)，并制作出具有明顯反應(yīng)特征與酶催化特征的、帶有自身特殊標(biāo)志的抗體，然后在與抗原發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)后，再添加可以顯示特色顏色的底物，如試紙，由此觀察底物反應(yīng)，得出是否符合免疫要求的結(jié)論。例如，可以通過酶檢驗試紙檢測出果品和菜品表面殘留的化學(xué)農(nóng)藥成分，把檢測結(jié)果反饋給瓜果蔬菜的種植者和經(jīng)營者，改進(jìn)和優(yōu)化瓜果蔬菜的種植和供應(yīng)，從而減少有毒果品和菜品對人體健康的危害。

（3）生物芯片技術(shù)是通過生物芯片模型和相關(guān)設(shè)備來檢測生物的活性反應(yīng)，并通過數(shù)據(jù)的采集來進(jìn)行軟件分析，不但能夠確保信息的高效率獲取，同時也實現(xiàn)了自動化分析。生物芯片是通過光導(dǎo)原位合成方式將大量生物分子有序固化在支持物表面，然后組成密集二維分子并排列，與已標(biāo)記的待測生物樣品雜交，最后通過特定儀器的高效掃描和計算機數(shù)據(jù)分析計算等構(gòu)建的生物學(xué)模型[5]。這種生物工程檢測技術(shù)也被廣泛運用于食品檢測之中。例如，在食品微生物安全檢測中，運用生物芯片技術(shù)能夠準(zhǔn)確、高效地檢測出食品中的病原性微生物及其污染情況，從而根據(jù)污染情況采取對應(yīng)防治措施，避免這一類的致病微生物對人們的身心健康造成危害。另外，生物芯片技術(shù)還可應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因食品的檢測中，以幫助人們有效區(qū)分轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因食品。

4 結(jié)語

在食品研發(fā)、加工和檢測過程中應(yīng)用現(xiàn)代生物工程技術(shù)能夠顯著提升我國食品生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，從而發(fā)揮出生物工程技術(shù)在食品生產(chǎn)領(lǐng)域的科學(xué)作用和應(yīng)用價值。從某種程度上來看，通過對生物工程技術(shù)的繼承、開發(fā)和應(yīng)用，能使我國食品研發(fā)、加工和檢測環(huán)節(jié)更好地滿足人們的食品需求和食品安全需要，有效推動了我國食品工業(yè)的科學(xué)發(fā)展。