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生物工程技術(shù)在食品領(lǐng)域中的運用思考

生物工程技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的一種高新技術(shù)，在食品等方面有著廣泛的應用。生物技術(shù)在食品領(lǐng)域中的應用非常搶眼，尤其是在應用價值上十分突出，需要對這項技術(shù)進行更深入的研究，讓更多的人了解這些相關(guān)的技術(shù)，挖掘其應用價值，從而提升其推廣效率。

生物工程在食品領(lǐng)域的應用價值

對食物原材料品質(zhì)的優(yōu)化和改進

目前，在我國食品領(lǐng)域中，對食品的生產(chǎn)、加工技術(shù)的研究取得了長足的進步，特別是食品原料的改進，比如轉(zhuǎn)基因技術(shù)和防腐技術(shù)。通過重組或改造食品原料的基因，在一定程度上改善了植物食品的成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，使食品的品質(zhì)得到了極大的改善，包括食品安全、口感、營養(yǎng)價值等。比如以玉米為主體，采用了基因改造技術(shù)，獲得不同的玉米品種，根據(jù)功能的不同，分別可用于生產(chǎn)淀粉、生產(chǎn)油脂或直接食用等，通過采用生物技術(shù)對玉米進行改良，使人們有了更多選擇方案（圖1）。同時，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在大豆的生產(chǎn)和深加工中也得到了廣泛的應用，對大豆進行基因改造，可以大幅度提高大豆中的蛋白質(zhì)含量，調(diào)節(jié)大豆的淀粉含量，優(yōu)化酶種類，從而為人們提供更加豐富的營養(yǎng)，同時也提高了糧食的產(chǎn)量。目前，防腐技術(shù)主要用于食品添加劑的加工中，并運用有關(guān)技術(shù)，使食品的保鮮、防腐能力逐步提高，不僅使食物保持原來的色澤，而且還能保持其應有的風味和營養(yǎng)。

豐富食物的種類

我國幅員遼闊，天然食品種類繁多。近年來，隨著食品加工技術(shù)的不斷進步，全球?qū)κ称贩N類研究的不斷深入。人們對食品安全和食品種類提出了更高的要求，市場需要更多能滿足現(xiàn)代食品需求的新品種。利用生物工程技術(shù)，能更好的推動食品工業(yè)的發(fā)展，開發(fā)更多的食物種類，為人們的生活提供更大的便利。通過生物工程技術(shù)的應用，可以在保證食品安全的前提下，將其用于改善食品的色澤、口感、營養(yǎng)價值等，也可以用于提升農(nóng)作物的產(chǎn)量，增強農(nóng)作物的抗病性、抗逆性等，在保證農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的情況下，還能滿足當代社會對食品的不同需求。

食品安全得到保障

我國的食品安全問題是一個很大的問題，盡管我們已經(jīng)建立了嚴格的食品安全檢查制度，并逐步加強了民眾的食品安全意識，但仍然沒有得到有效的控制。究其原因，是由于食品加工過程中容易受到環(huán)境或人為因素的影響，從而使產(chǎn)品品質(zhì)下降，在使其流入市場后，引起相關(guān)食品安全問題。在此基礎(chǔ)上，通過生物工程技術(shù)，可在一定程度上改善食物的品質(zhì)，減少食品安全問題的發(fā)生率。在食品保鮮上，可根據(jù)食品的特性，采用對應的生物工程技術(shù)開發(fā)出相應的食品防腐劑，提高食品的防腐效果，同時保證食品食用的安全性。

食品領(lǐng)域中生物工程技術(shù)的運用情況

新型食品的開發(fā)

利用生物工程技術(shù)可以開發(fā)微生物食品，微生物食品可以為人類和動物提供豐富的蛋白質(zhì)，并且具有生長周期短、成本低廉等優(yōu)點，是未來新型可食用資源的重要發(fā)展方向。尤其是藻類生產(chǎn)SCP (微生物蛋白)，利用生物工程技術(shù)，可以篩選出人們所需要的蛋白質(zhì)的高產(chǎn)菌株，據(jù)報道，部分微生物的蛋白質(zhì)含量可高達約40%-80%，其氨基酸成分相對平衡，除此之外，它還富含多種維生素，其營養(yǎng)價值較高。另外，秸稈、蔗渣等廢棄物也能被用來生產(chǎn)微生物蛋白質(zhì)，給廢棄的原料提供了綠色環(huán)保的處理方法，對于社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

功能性食品的開發(fā)

隨著對食物需求的日益增長，人們除了關(guān)注食品本身的營養(yǎng)成分，也越來越重視其具有的保健功能，從而推動功能性食品的發(fā)展。部分功能性食品具有調(diào)節(jié)機體機能的功效，不同的保健食品有其對應的適用人群，目前許多食品公司都在進行功能性食品的開發(fā)。在功能性食品的生產(chǎn)實踐中，利用生物工程技術(shù)，可以取代傳統(tǒng)的萃取、分離、化學合成等技術(shù)，減少環(huán)境污染。除此之外，科研人員能夠根據(jù)原料的生理作用，更加精準地開發(fā)出各種食品原料，進而推動功能性食品的開發(fā)。

發(fā)酵工程在食品中的應用

細胞工程在食物的改造和創(chuàng)新中具有重要的應用價值。細胞工程是指以細胞為基本單位，在體外無菌條件下進行培養(yǎng)、繁殖或利用細胞融合、核移植等技術(shù)，某些生物學特性按照人們的意愿發(fā)生改變，從而改造生物品種、創(chuàng)造新品種和加速繁育生物個體，以獲得某些有用的細胞代謝產(chǎn)物。細胞工程技術(shù)在動物和植物育種方面具有重要的指導意義，新品種的不斷出現(xiàn)，為食品原料的選擇提供了更多的方案。

食品加工中的生物工程技術(shù)

食品添加劑

食品添加劑主要包括天然食品添加劑、生物技術(shù)添加劑、化學合成添加劑等，在食品加工中都有廣泛的應用。一些以高粱、豆粕等為主要生產(chǎn)原料生產(chǎn)的調(diào)料品，已經(jīng)成為生活中的必需品，如味精、食醋、食用色素等，這些必需品大多是采用生物工程技術(shù)進行生產(chǎn)、提煉和加工。另外，黃原膠等增稠劑的生產(chǎn)、應用也需要微生物技術(shù)的支持，因此，生物技術(shù)在食品生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用。同時，食品添加劑也可以增多食品中代糖添加劑的種類，改善食品的健康程度，降低食物含糖量是今后食品加工的一個重要發(fā)展趨勢。為改善食品的加工效率，確保食品在口味上能滿足甜度的需求，糖類替代物的產(chǎn)生是不可避免的。利用生物技術(shù)開發(fā)出的代糖添加劑，不僅產(chǎn)品質(zhì)量好，且還具有可食性和甜味劑的特性，對我國糧食生產(chǎn)的要求，以及改善我國的糧食加工質(zhì)量，都有著十分重要的作用。采用生物工程技術(shù)制備的食品添加劑，不僅成本低，而且效果好，可以減少食品的加工費用，能夠按照食品加工的特性和需要，采取有效的處理方法。因此，生物工程應用之后推動了食品加工行業(yè)的發(fā)展，已成為食品領(lǐng)域的重要支柱技術(shù)之一。

食品保鮮防腐

食品的保鮮，一般都是將食物與空氣隔絕，讓食物的氧化速度降到最低，或利用物理殺菌等，達到保鮮的目的。生物工程技術(shù)在保鮮、防腐等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景，例如利用一些微生物代謝產(chǎn)物，如多糖類物質(zhì)、抗菌肽、生物酶、生物提取物等，可以有效地抑制食物中有害微生物的繁殖，葡萄糖氧化酶是一種被廣泛認可的食品添加劑和脫氧劑，其對人體無害、無副作用，是一種天然食品添加劑。

生物工程技術(shù)在食品檢測中的應用

免疫學方法

免疫學檢測食品，包括根據(jù)抗原抗體的體外反應對食品進行檢測，比如污染毒素檢測、農(nóng)藥殘留檢測、食品污染細菌檢測、污染真菌檢測等。由于其分析速度快、準確率高、成本低等優(yōu)點，在國內(nèi)已被廣泛應用，對我國食品安全的可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導意義。

生物傳感器技術(shù)在食品中的應用

在食品檢測領(lǐng)域，生物傳感技術(shù)也得到了廣泛的應用。該系統(tǒng)可以精確、迅速地檢出食品中的各種添加劑、毒素、細菌、病原菌等的含量。目前我國應用的傳感器有免疫、細胞、酶、組織、微生物等。通過對食物檢測內(nèi)容的反映，可以實現(xiàn)對食物的選擇性識別[6]。生物傳感技術(shù)的應用使我國食品安全和檢驗水平得到了極大的改善。

生物芯片技術(shù)在食品中的應用

闡明食品的營養(yǎng)機制

在食品科學中運用生物芯片技術(shù)，可以揭示食物中的營養(yǎng)機制，為進一步了解疾病的基因表達及單核苷酸多態(tài)性提供了依據(jù)。還可以預防疾病，總結(jié)營養(yǎng)素之間的關(guān)系。利用生物芯片技術(shù)可以解釋蛋白質(zhì)和基因表達之間的關(guān)系，這為抵御和防治疾病提供了理論基礎(chǔ)。

檢驗食品衛(wèi)生

生物芯片技術(shù)已成為食品衛(wèi)生檢測的重要手段。在經(jīng)濟一體化的趨勢下，我國的食品衛(wèi)生檢測、動植物檢疫等技術(shù)已成為WTO貿(mào)易的技術(shù)壁壘。糧食安全問題對我國農(nóng)業(yè)出口創(chuàng)匯能力有很大的影響，而生物芯片技術(shù)的運用，則能更好地保障食品的安全——確定食源性疾病閾值，進而建立食品安全監(jiān)督管理預警與應急響應系統(tǒng)。該技術(shù)在食品生物重要基因的檢測與篩選中具有廣泛的應用前景。利用生物芯片技術(shù)對食品致病菌進行檢測的步驟如下：

①對試樣的增菌。采用常規(guī)的增菌技術(shù)需要2天，有些情況下，采用生物芯片技術(shù)僅需8小時。

②提取核酸。這個過程可以在0.5小時內(nèi)完成。

③核酸的擴增。在此期間，為了實現(xiàn)芯片的高通量檢測，必須建立一種高效的多不對稱 PCR。

④芯片的雜交與檢測。

利用生物工程技術(shù)，不僅可以改善食品的性能和品質(zhì)，還可以豐富食品的種類，以滿足人們對食物的需求。通過將生物工程技術(shù)充分應用在食品生產(chǎn)、食品加工、食品安全監(jiān)測以及食品新品種與新功能開發(fā)等方面，為人們豐富的物質(zhì)生活提供了更多的選擇性，在一定程度上保障了人們的身體健康，也推動了食品行業(yè)的良性發(fā)展。

主編：張于惠子

攝影：宋南耕