近年來,我國食品工業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段,實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)食品加工到自動(dòng)化、清潔化食品制造業(yè)的轉(zhuǎn)變。同時(shí),隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)水平的提升,人們對(duì)食品消費(fèi)的健康性和安全性的需求顯著增加,這對(duì)傳統(tǒng)食品行業(yè)提出了更高的挑戰(zhàn)與要求。在此背景下,現(xiàn)代食品生物技術(shù)的加速研發(fā)深刻改變了食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式和運(yùn)營方式。通過優(yōu)良的生物菌種替代化學(xué)性抗生素,借助清潔環(huán)保的生物技術(shù)研發(fā)有機(jī)肥料,減少了農(nóng)作物和食品生產(chǎn)過程中的化學(xué)成分,為促進(jìn)我國食品產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展提供了充足的動(dòng)力?;诖?,本文立足于食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,深入分析食品生物技術(shù)在食品產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用情況,從而更好地了解食品生物技術(shù)對(duì)食品產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)影響,為我國食品產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化和規(guī)范化發(fā)展提供理論支持。
1.現(xiàn)代食品生物技術(shù)的主要類別
1.1 基因工程
基因工程技術(shù)與傳統(tǒng)生物技術(shù)的主要區(qū)別在于,通過不同生物間優(yōu)勢(shì)基因的相互轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)基因的有效嫁接和重組。換句話說,在基因工程技術(shù)的支持下,人類可以根據(jù)需求將所需的基因或動(dòng)植物功能轉(zhuǎn)移到另一種動(dòng)植物上,從而形成具有全新形態(tài)或生物特征的生物產(chǎn)品。這種生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)了生物間分子組合的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)與靈活結(jié)合,為農(nóng)副產(chǎn)品、動(dòng)植物等的創(chuàng)新發(fā)展提供了新思路。例如,在面包酵母菌的培養(yǎng)中,基因工程技術(shù)可以將耐冷酵母菌的基因轉(zhuǎn)移到面包酵母中,從而延長其儲(chǔ)存時(shí)間,顯著提高耐冷凍性,并制作出口感更佳的新型面包產(chǎn)品?;蚬こ碳夹g(shù)最初源自20世紀(jì)70年代美國兩位科學(xué)家的DNA分子重組實(shí)驗(yàn);隨著研究不斷深入,20世紀(jì)末期克隆羊“多利”的誕生標(biāo)志著基因工程技術(shù)的突破,并開始廣泛應(yīng)用于微生物、動(dòng)植物等的基因移植,生產(chǎn)出人們熟知的轉(zhuǎn)基因食品。
1.2 細(xì)胞工程
細(xì)胞工程作為現(xiàn)代生物工程技術(shù)中最具現(xiàn)代性和生命力的技術(shù)之一,主要以細(xì)胞為對(duì)象,應(yīng)用生命科學(xué)理論,結(jié)合工程學(xué)原理與技術(shù),有目的地利用或改造生物遺傳性狀,以獲得特定的細(xì)胞、組織產(chǎn)品或新型物種。這是一門綜合性的科學(xué)技術(shù),涉及生物科學(xué)、材料工程、機(jī)械制造等多個(gè)學(xué)科,具有鮮明的跨學(xué)科特性。細(xì)胞工程主要分為兩大類:一類是植物細(xì)胞工程,旨在通過植物細(xì)胞組織的有機(jī)培養(yǎng),提升細(xì)胞活性,從而大大縮短繁殖時(shí)間,并提高繁殖數(shù)量;另一類是動(dòng)物細(xì)胞工程,主要通過改造動(dòng)物細(xì)胞特性,培養(yǎng)出大量抗病疫苗。在食品產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,細(xì)胞工程技術(shù)的應(yīng)用有助于突破傳統(tǒng)種間生物體細(xì)胞融合的種屬局限,使遠(yuǎn)親緣關(guān)系的細(xì)胞雜交成為可能,有效提高基因轉(zhuǎn)移效率,促進(jìn)基因重組,并實(shí)現(xiàn)優(yōu)良遺傳育種,從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
1.3 發(fā)酵工程
發(fā)酵工程是指在無氧條件下,微生物通過特定條件實(shí)現(xiàn)有機(jī)物質(zhì)生產(chǎn)能量,并利用微生物細(xì)胞制造某些產(chǎn)品或凈化環(huán)境的過程。為了確保生物反應(yīng)過程的安全性,發(fā)酵工程通常在正常的溫度和壓力下進(jìn)行,并且在原料構(gòu)成上主張使用簡(jiǎn)單的蜂蜜、淀粉、農(nóng)副產(chǎn)品等,然后加入少量有機(jī)和無機(jī)氮源即可發(fā)生反應(yīng)。在發(fā)酵過程中,還需要嚴(yán)格控制菌群污染情況,不僅要對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格消毒和空氣凈化,而且必須確保反應(yīng)過程處于無菌條件下,否則可能導(dǎo)致生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟(jì)損失。在食品生產(chǎn)領(lǐng)域,發(fā)酵工程技術(shù)不僅可應(yīng)用于面包的生產(chǎn)中,還可用于生產(chǎn)作為人類或動(dòng)物食物的微生物細(xì)胞,更可用于微生物代謝產(chǎn)物的發(fā)酵,產(chǎn)生如氨基酸、核苷酸、抗生素等。隨著發(fā)酵工程技術(shù)在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用逐步增加,發(fā)酵食品的種類和數(shù)量也呈現(xiàn)增長趨勢(shì)。
1.4 酶工程
酶工程技術(shù)是指利用酶和菌體細(xì)胞的特異性催化功能,或?qū)γ附Y(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾和改造,并在生物反應(yīng)器和生物工藝的支持下,借助酶的催化特性生產(chǎn)人類所需的產(chǎn)品。當(dāng)前,酶工程技術(shù)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、環(huán)保、生物科學(xué)、能源開發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域,通過提高食品原料的作用速度,提升食品加工效率,實(shí)現(xiàn)最小生產(chǎn)投入下的最大化食品生產(chǎn)效益,從而切實(shí)提高食品工程反應(yīng)生產(chǎn)過程的可控性。
2.生物技術(shù)在食品產(chǎn)業(yè)中的具體運(yùn)用
2.1 生物技術(shù)在食品加工領(lǐng)域的運(yùn)用
食品加工是利用現(xiàn)代科技手段對(duì)食品原材料進(jìn)行加工優(yōu)化,以打造出品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品。在現(xiàn)代生物技術(shù)的支持下,食品加工的生產(chǎn)工藝和效率得到了顯著提升,同時(shí)也有助于減少生產(chǎn)環(huán)境的污染,實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。其中,微生物控制技術(shù)通過提高食品加工過程中的溫度和輻射照射,殺死微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu),有效清除食品中的有害微生物,從而達(dá)到殺菌和清潔的效果。此外,引入現(xiàn)代化的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)食品生產(chǎn)的自動(dòng)化、無人化,避免人工操作過程中可能引入的細(xì)菌污染,提升食品安全性,并大大提高生產(chǎn)效率。發(fā)酵工程技術(shù)主要應(yīng)用于傳統(tǒng)發(fā)酵食品加工工藝的改良,通過先進(jìn)的發(fā)酵技術(shù)優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程,縮短生產(chǎn)周期,盡可能減少能量消耗。例如,生產(chǎn)者可以利用發(fā)酵工程技術(shù)提高微生物的發(fā)酵效率,顯著提升啤酒、醬油等食品的發(fā)酵速率,同時(shí)改善這些食品的口感和風(fēng)味。
2.2 生物技術(shù)在育種種植中的運(yùn)用
農(nóng)作物育種種植的質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)食品產(chǎn)品的品質(zhì)。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)作物育種種植中的廣泛應(yīng)用,農(nóng)作物的種植效率與品質(zhì)得到了有效改善。生物技術(shù)依托細(xì)胞工程技術(shù)、基因工程技術(shù)等手段,能夠優(yōu)化農(nóng)作物品種,從而顯著改善病蟲害問題,提升農(nóng)作物的產(chǎn)量,為后續(xù)食品生產(chǎn)提供豐富的原料來源。例如,在土豆種植過程中,運(yùn)用基因工程技術(shù)將抗病蟲害的優(yōu)質(zhì)基因轉(zhuǎn)移到土豆種子中,使其能夠降低病蟲害的影響,并減少化學(xué)農(nóng)藥的使用頻率,進(jìn)而改善土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu),促進(jìn)農(nóng)作物種植與土壤環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。同時(shí),生物技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了微生物的快速繁殖,通過微生物的病蟲害防護(hù)和細(xì)菌清潔作用,有效保護(hù)糧食生長過程中免受有害物質(zhì)或不利自然環(huán)境的影響,切實(shí)提升糧食種植的品質(zhì),并延長糧食的儲(chǔ)存時(shí)間。
2.3 生物技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的運(yùn)用
食品安全關(guān)系到人民群眾的身心健康。運(yùn)用現(xiàn)代食品微生物檢測(cè)技術(shù)能夠有效把握食品的致病機(jī)理和污染方式,從而有針對(duì)性地改進(jìn)食品生產(chǎn)過程,減少食品中的微生物污染,提升食品質(zhì)量。代謝學(xué)技術(shù)主要借助先進(jìn)的微生物檢測(cè)儀器或設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)微生物的生長特性和活性,明確辨別食品生產(chǎn)過程中的有害成分和致病菌,及時(shí)篩查致病因素,并采取有效措施進(jìn)行干預(yù),從而將食品安全檢測(cè)中的健康風(fēng)險(xiǎn)降到最低。免疫分析技術(shù)則利用便攜式試紙條或免疫吸附技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)抗原和抗體之間特異性反應(yīng)的快速監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)食品生產(chǎn)過程中的污染因素及其污染水平,從而采取針對(duì)性措施降低微生物污染,提升食品安全質(zhì)量。
2.4 生物技術(shù)在食品保鮮過程中的運(yùn)用
隨著現(xiàn)代食品產(chǎn)業(yè)工業(yè)化水平的逐步提升,以及現(xiàn)代人快節(jié)奏的工作和生活習(xí)慣,具有便捷、快速、美味等鮮明優(yōu)勢(shì)的預(yù)制菜受到越來越多年輕消費(fèi)群體的青睞。在預(yù)制食品的生產(chǎn)過程中,食品保鮮技術(shù)是最需要關(guān)注的問題。如果無法在一定時(shí)間內(nèi)保持食品的新鮮度,預(yù)制菜的品質(zhì)和銷量將顯著下降,甚至可能對(duì)人類健康構(gòu)成威脅。因此,現(xiàn)代生物技術(shù)在食品保鮮中的應(yīng)用,已有效解決了食品生產(chǎn)過程中的保鮮問題,為預(yù)制菜市場(chǎng)發(fā)展提供了良好的發(fā)展空間。其中,植物源性生物保鮮技術(shù)主要依靠抗氧化劑、植物精油等物質(zhì)來提升食品的新鮮度,通過細(xì)胞抗氧化酶的活性實(shí)現(xiàn)自由基清除與細(xì)胞修復(fù),從而顯著提高食品的抗菌、抗炎和抗氧化能力。動(dòng)物源性生物保鮮技術(shù)則利用蜂膠、抗菌肽、殼聚糖等從動(dòng)物體內(nèi)提取的天然分子成分,延長動(dòng)物產(chǎn)品的保質(zhì)期,保持肉類產(chǎn)品的新鮮度。
3.生物技術(shù)在食品產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)影響
3.1 促進(jìn)食品產(chǎn)業(yè)升級(jí),拓展市場(chǎng)空間
隨著生物技術(shù)在現(xiàn)代食品產(chǎn)業(yè)中的廣泛應(yīng)用,傳統(tǒng)食品生產(chǎn)過程中存在的低生產(chǎn)效率、病蟲害威脅以及食品安全檢測(cè)等問題得到了有效解決。未來,食品產(chǎn)業(yè)將逐漸朝著前沿化的植物蛋白技術(shù)、系統(tǒng)化食品生產(chǎn)制造以及產(chǎn)業(yè)技術(shù)集成等方向發(fā)展。尤其是在當(dāng)前消費(fèi)者對(duì)食品安全與健康需求顯著提升的背景下,現(xiàn)代生物技術(shù)的深入研究和大規(guī)模應(yīng)用充分契合了消費(fèi)者對(duì)多元化、個(gè)性化食品的需求,為食品產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和創(chuàng)新發(fā)展提供了有力支撐。一方面,生物技術(shù)的規(guī)?;瘧?yīng)用提升了農(nóng)作物的產(chǎn)品質(zhì)量,依托先進(jìn)的生物傳感技術(shù)和基因檢測(cè)技術(shù),切實(shí)增強(qiáng)了食品生產(chǎn)過程中的安全性與嚴(yán)謹(jǐn)性,實(shí)現(xiàn)了食品生產(chǎn)加工的自動(dòng)化與清潔化,相比傳統(tǒng)人工操作下的生產(chǎn)工藝,效率得到了顯著提升。另一方面,植物基食品和替代蛋白等領(lǐng)域的研發(fā)技術(shù)不斷突破,未來食品產(chǎn)業(yè)有望通過改變植物蛋白的內(nèi)部結(jié)構(gòu),并結(jié)合優(yōu)質(zhì)細(xì)胞成分,打造出與傳統(tǒng)肉類相似的外觀形態(tài)和口感的植物肉類產(chǎn)品,滿足現(xiàn)代消費(fèi)者健康化生活需求,推動(dòng)食品產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級(jí)。
3.2 帶動(dòng)地區(qū)就業(yè)增長,提升整體經(jīng)濟(jì)效益
食品產(chǎn)業(yè)在我國現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系中占據(jù)重要地位,是地區(qū)經(jīng)濟(jì)收入的關(guān)鍵組成部分,對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。隨著食品生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用,食品行業(yè)逐步建立起涵蓋食品生產(chǎn)加工、原材料供應(yīng)等各環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)鏈,有效提升了地區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能帶動(dòng)地區(qū)勞動(dòng)力的就業(yè),緩解當(dāng)?shù)夭糠秩丝诘木蜆I(yè)問題。在食品產(chǎn)業(yè)鏈中,上游主要涉及農(nóng)作物、牲畜、水產(chǎn)品等原料的供應(yīng),通過向下游的食品加工廠、餐飲企業(yè)等供應(yīng)原材料,創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)利潤,并衍生出對(duì)農(nóng)作物種植者、牲畜養(yǎng)殖者等的勞動(dòng)力需求,解決了部分就業(yè)問題。中游主要以食品加工制造為主,通過運(yùn)用微生物控制技術(shù)、酶工程技術(shù)等,切實(shí)提升食品的營養(yǎng)價(jià)值,為后續(xù)的食品營銷推廣奠定了良好的基礎(chǔ)。下游則涉及市場(chǎng)推廣與銷售,食品加工完成后將分銷至各地超市、餐飲公司、電商平臺(tái)等,借助廣告營銷、直播推廣等方式將最新的食品產(chǎn)品推向市場(chǎng),吸引消費(fèi)者并提升銷售額,實(shí)現(xiàn)食品產(chǎn)業(yè)利潤與附加值的增長。整體而言,食品產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€(gè)龐大而復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)體系,其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)利潤與經(jīng)濟(jì)價(jià)值對(duì)當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有積極的推動(dòng)作用。
3.3 實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的有機(jī)統(tǒng)一,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展
食品生物技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用不僅帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益,切實(shí)提升了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,還有助于減少傳統(tǒng)食品生產(chǎn)加工過程中的環(huán)境污染,以最小的污染水平實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品和現(xiàn)代化工業(yè)食品的大量生產(chǎn)。此外,生物技術(shù)還在改善食品健康安全方面發(fā)揮著重要作用,為消費(fèi)者提供更加健康和綠色的食品。例如,轉(zhuǎn)基因肉類通過優(yōu)化和改良生物遺傳信息,提高了農(nóng)作物的抗蟲性和抗病性,從而培育出肉質(zhì)優(yōu)良、成長迅速的高品質(zhì)動(dòng)物品種,滿足人們對(duì)優(yōu)質(zhì)肉類食品的需求。酶工程技術(shù)通過生物酶的催化反應(yīng)與還原反應(yīng),有效清除和過濾食品生產(chǎn)過程中的各種菌群和有害物質(zhì),及時(shí)識(shí)別食品中的致病基因,從而預(yù)防食品在生產(chǎn)或儲(chǔ)存過程中的變異。此外,酶工程技術(shù)還優(yōu)化了食品加工工藝,通過蛋白質(zhì)水解等技術(shù)提升了產(chǎn)品的口感和營養(yǎng)價(jià)值,提供了更加綠色環(huán)保的食品。
作者簡(jiǎn)介
卞艷麗(1982-),女,漢族,河南鄭州人,高級(jí)實(shí)驗(yàn)師,大學(xué)本科;研究方向:臨床外科、教育。