現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用

張艷霞

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系的不斷完善，食品工業(yè)也發(fā)生了一定變革，并且和現(xiàn)代生物技術(shù)之間的結(jié)合日漸密切?，F(xiàn)代生物學(xué)手段較傳統(tǒng)生物學(xué)手段更具科學(xué)性以及高效性，不管是對食品工程學(xué)發(fā)展還是食品工業(yè)發(fā)展，都有著非常重要的影響。在食品工程中，現(xiàn)代化生物技術(shù)有利于新商品的開發(fā)，也有利于食品來源的拓展，為食品工程科學(xué)研究予以理論層面的支持。

在民生工程中，食品工程極為關(guān)鍵，并且近幾年來人們對食品的要求逐漸提高，主要包括食品的安全性、個性化以及多樣化需求等。在食品安全中，現(xiàn)代生物技術(shù)能夠使人們的需求獲得極大滿足。生物技術(shù)在食品生產(chǎn)中的有效應(yīng)用，對食品工程發(fā)展有著一定的促進作用，有利于完善民生工程。

1.現(xiàn)代生物技術(shù)的概述

食品工程在我國發(fā)展中極為關(guān)鍵。自改革開放以來，食品工程需求也發(fā)生了一定改變，并且個性化以及多樣化的特征明顯，同時人口規(guī)模的擴大對食品來源的要求逐漸提高。因此，怎樣憑借現(xiàn)代生物技術(shù)促進食品工程領(lǐng)域效率的提高越來越成為研究重點。并且，現(xiàn)代生物技術(shù)并不是單獨的技術(shù)，而是綜合性的概念，需要融合新型技術(shù)以及生物技術(shù)。

1.1基因工程

在現(xiàn)代生物技術(shù)中，基因工程的應(yīng)用范圍存在廣泛性，并且效果明顯。其中，DNA重組是其核心所在?？茖W(xué)家一般從優(yōu)質(zhì)農(nóng)作物培養(yǎng)等需求出發(fā)切割生物體內(nèi)的優(yōu)質(zhì)遺傳基因，在對受體進行確定之后則展開基因轉(zhuǎn)入，憑借各種手段使這一基因特性進行表達，進而獲取人類需要的產(chǎn)物。基因工程技術(shù)能夠使生殖隔離等約束得到有效克服，進而實現(xiàn)定向培養(yǎng)所需特性的生命形態(tài)。在農(nóng)業(yè)層面，一般情況下會將抗旱、抗除草劑及抗蟲等優(yōu)良基因轉(zhuǎn)入水稻及棉花等需求量大的植物當中，進而培養(yǎng)出生命力較為頑強以及生長優(yōu)勢顯著的植物?；蚬こ讨饕菍ι锏脑谢蜻M行改變，使生物體之前的特性發(fā)生變化，以確保生物能夠具備某一特性，如抗蟲性、耐寒性等。

1.2蛋白質(zhì)工程

研究者需要從蛋白質(zhì)種類需求以及市場需求出發(fā)，對蛋白質(zhì)工程開發(fā)方向進行及時確定。例如，當前市場對于凝乳酶存在一定的需求量，并且較為緊張，這主要是由于能夠提取的動物性凝乳酶相對有限。而對于蛋白質(zhì)工程，其能夠產(chǎn)生微生物凝乳酶，且種類具有多樣性，能夠在一定程度有效彌補不足，促進各項研究的有序開展，進而使市場需求獲得極大滿足。

蛋白質(zhì)工程技術(shù)主要是將生物化學(xué)、基因重組技術(shù)、分子生物學(xué)等作為基礎(chǔ)，通過應(yīng)用這一技術(shù)，輔助人們對新型產(chǎn)品進行研發(fā)，并產(chǎn)生新型功能的技術(shù)，可對人們的生產(chǎn)及生活產(chǎn)生積極影響。例如，技術(shù)人員可以憑借這一技術(shù)有效改進凝乳酶的性質(zhì)。通常情況下，凝乳酶主要是在干酪加工中應(yīng)用，這一凝結(jié)劑有著極為關(guān)鍵的作用。在市場中，各微生物凝乳酶和天然凝乳酶之間有著明顯差異，會嚴重影響食品。需要憑借蛋白質(zhì)技術(shù)彌補其中存在的不足，進而實現(xiàn)食品生產(chǎn)目標。食品工程中通常存在生物改造需求，尤其是需要生物適應(yīng)環(huán)境，在提高食品產(chǎn)量的同時，使其質(zhì)量得到確保。在食品中，蛋白質(zhì)這一營養(yǎng)物質(zhì)極為常見，不管是對于日常機體能量維持，還是人體骨骼發(fā)育都有著關(guān)鍵作用。因此，在食品工程中，蛋白質(zhì)工程技術(shù)的應(yīng)用極為關(guān)鍵，這一技術(shù)能夠從食材特性出發(fā)改造蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)分子能夠最大程度滿足人們的需求。

1.3細胞工程

細胞工程主要包括細胞融合以及細胞培養(yǎng)等技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用能夠有效獲得遺傳性狀改良的動植物細胞、多倍體、新菌株等，在當前是研究的重點方向。在食品層面，細胞工程能夠生產(chǎn)出天然的食品添加劑、酶制劑及藥物，不僅可以確保食品安全，還可以降低成本，發(fā)展前景廣闊。

1.4生物酶工程

近幾年來，酶工程發(fā)展逐漸加快，有著非常重要的作用和價值。食品工程層面能夠在增加食品保持期限的同時，使食品新鮮程度得到提高。例如，酶制劑的應(yīng)用能夠減少外界環(huán)境對食品所帶來的影響，延長食品保質(zhì)期，并且不會對食品口感產(chǎn)生影響；溶酶菌溶解菌的應(yīng)用，能夠使腐敗食物保持新鮮狀態(tài)，延長保質(zhì)期限，如乳制品、肉制品、水果及水產(chǎn)品等。“酶”有著作用條件溫和、底物專一、高度催化及無毒性等優(yōu)勢。酶技術(shù)工程能對酶和細胞當中催化性質(zhì)的物質(zhì)進行應(yīng)用，可以在反應(yīng)之后對人類所需物質(zhì)進行獲取。

1.5發(fā)酵工程

在現(xiàn)代食品工程當中，催化酶催化效率的改變有著重要作用。例如，酒、酸奶、霉豆腐等在日常生活中都是極為常見的美食，在這一類食品的制作中，微生物扮演重要作用，能夠?qū)⑹称吩牧霞庸こ煽煽谑称贰０l(fā)酵工程技術(shù)可以在改造微生物周期的同時，將食品制作周期縮到最短。不僅如此，在食品工程當中，遺傳工程技術(shù)也是極為常見的，盡管這一技術(shù)其應(yīng)用成本相對較高，但是可以對生物遺傳細胞產(chǎn)生直接作用，在本質(zhì)上改變生物體本質(zhì)。

2.現(xiàn)代生物技術(shù)的作用

隨著社會經(jīng)濟以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生物技術(shù)也取得了極大進展，在各領(lǐng)域取得了一定應(yīng)用，能夠為人們生產(chǎn)生活提供便利?，F(xiàn)代生物技術(shù)對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生了一定影響。研究者憑借現(xiàn)代生物技術(shù)能夠有效研發(fā)出抗逆作物，提高農(nóng)作物品質(zhì)，也可以憑借現(xiàn)代生物技術(shù)培育試管苗，之后在工廠加工生產(chǎn)并對小苗進行培育，能夠?qū)⒉《靖腥撅L(fēng)險降到最低。同時，現(xiàn)代生物技術(shù)也會對工業(yè)產(chǎn)生影響。憑借酶或者微生物當作催化劑展開物質(zhì)轉(zhuǎn)換，不僅可以提高人們生活所需物品生產(chǎn)效率，還可以使能源危機得到有效應(yīng)對。最后，現(xiàn)代生物技術(shù)會對食品工程產(chǎn)生影響。該技術(shù)的應(yīng)用，能夠使食品工程來源更具廣泛性，改良傳統(tǒng)食品品種，延長食品保質(zhì)期，如畜產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，健康生長激素能夠使畜的瘦肉及總重量比重得到控制，減少肥肉，進而使消費者的現(xiàn)實需求得到極大滿足。

3.現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用

在食品工程中，現(xiàn)代生物技術(shù)有著極為關(guān)鍵的作用，能夠在一定程度上使傳統(tǒng)食品工程領(lǐng)域產(chǎn)生改變。當前，現(xiàn)代生物技術(shù)在具體環(huán)節(jié)中有著一定應(yīng)用，實現(xiàn)了技術(shù)的高效利用。但是需要注意，在食品工程中，先進技術(shù)的應(yīng)用依舊面臨嚴峻的形勢，需要對此加以關(guān)注，并對技術(shù)優(yōu)勢進行充分利用。因此，相關(guān)部門需要強化對現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的了解和掌握，進而使現(xiàn)代生物技術(shù)的價值和作用得到充分體現(xiàn)。此外，在對該技術(shù)的應(yīng)用中，還需要注重研究工作，并對技術(shù)應(yīng)用方法進行探索。

3.1基因工程

最近幾年來，基因工程研究領(lǐng)域日漸廣泛，尤其是分子生物學(xué)層面的研究相對較多，和食品質(zhì)檢的相結(jié)合較為密切。在基因工程中，轉(zhuǎn)基因食品是非常重要的研究方向，不但能夠研制開發(fā)植物的轉(zhuǎn)基因，還可以有效研究基因工程菌以及動物性食品，且在食品工程當中，以轉(zhuǎn)基因為代表的的基因工程得到了一定應(yīng)用。例如，對于乳腺生物反應(yīng)器，這一技術(shù)主要來自于我國科研項目子課題，憑借這一技術(shù)研制出的抗凝血酶Ⅲ蛋白使我國能應(yīng)用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)抗凝血酶Ⅲ蛋白純品。這一技術(shù)能為畜牧業(yè)生產(chǎn)提供服務(wù)，并且不會對環(huán)境造成嚴重污染，同時這一產(chǎn)品能夠降低對血液的依賴性，盡可能地減少對血液的需求，使生物體對病毒的抵抗以及防御能力得到強化。對比傳統(tǒng)方法，有著成本低等優(yōu)勢。在應(yīng)用過程中，其對于現(xiàn)代食品技術(shù)的更新有著非常重要的作用。一些食品在經(jīng)過基因工程改造后，并不具備原有性狀，因此其產(chǎn)量逐漸呈現(xiàn)出增加趨勢，并且還有著傳統(tǒng)生產(chǎn)方式不可比擬的優(yōu)勢特征。在應(yīng)用層面，可利用現(xiàn)代化生物工程技術(shù)資源，提高食品質(zhì)量，使食品工程來源更具廣泛性特征。部分傳統(tǒng)食品在經(jīng)基因工程改良后，逐漸發(fā)展為一種新型品種，如抗旱植物、抗除草劑植物等，并且還可以增加作物產(chǎn)量。同時，基因工程技術(shù)也可以在產(chǎn)品保鮮中進行應(yīng)用，如在番茄的發(fā)育中，聚半乳糖醛酸酶為主要影響因子，若可以憑借轉(zhuǎn)基因技術(shù)對其活性進行控制，不僅能夠?qū)Ψ殉墒爝M行移植，還可以加快番茄成熟速度。除農(nóng)業(yè)層面外，畜牧業(yè)也可使用這一技術(shù)對豬肉質(zhì)量進行控制，進而更好地滿足市場需求。

在食品工程中，菌種引用關(guān)系會對食品發(fā)酵度產(chǎn)生直接影響，如醬油、酸奶的生產(chǎn)中需要合理應(yīng)用微生物菌種，需要提高對微生物菌種選擇的重視程度，若選擇失活菌種，后期發(fā)酵也會隨之受到影響，并不能使后續(xù)市場產(chǎn)品的要求獲得極大滿足，因此開發(fā)食品工程菌就顯得極為關(guān)鍵。例如，生產(chǎn)期間，若發(fā)酵菌的SOD酶含量相對較高，其在接觸氧氣之后存活時間則會延長。并且相關(guān)研究顯示，SOD酶的抗氧化效果明顯，若在乳酸桿菌中對這種酶進行應(yīng)用，則會在一定程度上延長發(fā)酵產(chǎn)品的保質(zhì)期。

3.2蛋白質(zhì)工程

對于提高食品品質(zhì)，研究食品蛋白質(zhì)也是極為關(guān)鍵的。這主要是因為食品中的蛋白質(zhì)含量會對食品品質(zhì)產(chǎn)生影響。近幾年來，我國對于蛋白質(zhì)的研究日漸深化，相關(guān)研究人員提高了對纖維素酶、凝乳酶性質(zhì)研究的重視程度，這主要是由于這種酶在市面上相對較少，但是其功能和食品發(fā)酵息息相關(guān)。在研究分析蛋白質(zhì)工程后，能夠?qū)Χ喾N微生物酶進行有效開發(fā)，能夠使市面上短缺的狀況得到有效改善。近幾年來，蛋白質(zhì)工程發(fā)展速度隨之加快，這一工程主要是對蛋白質(zhì)合成、生產(chǎn)等進行研究，和食品工程質(zhì)檢有著密切關(guān)系。就目前而言，這一工程主要在凝乳酶性質(zhì)改善、纖維素酶性質(zhì)優(yōu)化等層面得到應(yīng)用。由于自然界當中可以直接獲取的酶相對較少，因此需要注重蛋白質(zhì)工程的開發(fā)，進而使這一現(xiàn)狀獲得有效改善。

3.3細胞工程

細胞工程師主要是憑借細胞技術(shù)使受試對象性狀獲得改善，并在生產(chǎn)生活中對有關(guān)成果進行應(yīng)用的技術(shù)，如食品添加劑、食品工程當中的酶試劑等。因此，一些學(xué)者對這一方法的研究進行了關(guān)注。當前，細胞工程逐漸成為關(guān)鍵領(lǐng)域。在植物層面，尤其是在中草藥中，這一技術(shù)可以使中草藥抗病能力以及產(chǎn)量得到改善，并且在紫杉醇、人身皂苷、長春堿等中有著應(yīng)用。在食品添加劑層面，胡蘿卜素、花青素、天然香料、紫草色素等，這一技術(shù)在生產(chǎn)中有著顯著效果，當前已經(jīng)得到了普遍推廣。

3.4生物酶工程

當前，功能性食品添加劑在國內(nèi)外得到了一定發(fā)展，各產(chǎn)品都對酶工程技術(shù)進行了應(yīng)用，如日常生活中常見的食品甜味劑等。并且，人們也可以應(yīng)用酶制劑實現(xiàn)食品保鮮，這主要是由于酶制劑反應(yīng)期間有著催化作用，能夠有效防御外來不良因素的影響，有效保持食品的優(yōu)良性狀，延長其保質(zhì)期。此外，將該技術(shù)應(yīng)用于溶菌酶食品上，可以在一定程度上對革蘭氏陽性菌產(chǎn)生抑制作用，且在大部分食品中進行應(yīng)用，這種酶并不存在毒性，反應(yīng)條件具有專一性。

3.5食品發(fā)酵工程

在對食品進行制作的過程中，食品發(fā)酵極為關(guān)鍵，會對食品質(zhì)量及口感產(chǎn)生影響，因此在食品發(fā)酵環(huán)節(jié)，應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)極為關(guān)鍵。從基因工程理論及技術(shù)出發(fā)，食品發(fā)酵期間主要是在發(fā)酵菌種生產(chǎn)及改造層面進行應(yīng)用，經(jīng)改造后的菌種，其性能相對較強。利用基因工程對發(fā)酵工藝進行改良，能夠在一定程度上使食品質(zhì)量得到充分確保。例如，運用基因工程改進釀酒酵母菌性能這一技術(shù)，所培育出的全新釀酒酵母菌可以使傳統(tǒng)釀酒工藝得到改善，使酒的香濃度得到確保。

現(xiàn)代生物技術(shù)能夠在提高食品質(zhì)量的同時，加快食品工程發(fā)展。在食物制作中，發(fā)酵這一環(huán)節(jié)極為關(guān)鍵，如饅頭制作等。部分北方地區(qū)一般會使用酵母菌發(fā)酵面粉，其活性會對食物制作口感產(chǎn)生致急性影響。在食品發(fā)酵期間，現(xiàn)代生物技術(shù)主要在菌種發(fā)酵度生產(chǎn)以及菌群改造中得到應(yīng)用，且改造后的菌群性能相對較強。不僅如此，還可以有效縮短作用時間，對于食品制作效率的提高有著重要作用。

結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中有著關(guān)鍵作用。然而，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，食品工程也面臨著一定機遇。在食品工程中，現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用和食品工程發(fā)展情況等息息相關(guān)，因此需要在對現(xiàn)代生物技術(shù)內(nèi)容及類型進行確定的前提下，研究其在食品工程中的有效應(yīng)用，進而使其在食品工業(yè)發(fā)展中的作用以及價值得到充分體現(xiàn)。但是，無論是對于現(xiàn)代生物技術(shù)還是對于食品工程發(fā)展，都需要積極展開創(chuàng)新研究以及實踐，進而實現(xiàn)發(fā)展目標。