食品生物技术的进展与应用
现代生物技术在食品中的应用与发展

现代生物技术在食品中的应用与发展随着科技的不断进步,生物技术在各个领域都发挥着越来越重要的作用,其中在食品领域的应用更是引起了广泛关注。
现代生物技术的发展使得食品的生产、加工和营养价值得到了显著提升,同时也带来了一些争议和挑战。
本文将从食品安全、营养价值和生产效率等方面探讨现代生物技术在食品中的应用与发展。
一、食品安全生物技术在食品安全领域发挥着关键作用,主要体现在以下几个方面:1.农业生产中的转基因作物转基因作物通过在其基因组中引入外源基因,使得作物具有抗虫、抗病、耐旱等优良特性。
这些转基因作物能够减少对农药的依赖,降低环境污染和食品中农药残留的风险,从而提高食品的安全性。
2.食品添加剂的生物技术改良生物技术的发展使得食品添加剂的生产工艺更加精细化和标准化,可以生产更加纯净和安全的食品添加剂,从而确保食品的安全性和稳定性。
3.生物传感器技术的应用生物传感器技术通过生物材料对食品中的有害物质进行检测和监测,能够及时发现食品安全隐患,保障食品安全。
二、营养价值现代生物技术的发展使得食品的营养价值得到了进一步提升,主要体现在以下几个方面:1.基因编辑技术在营养改良中的应用基因编辑技术可以精准地修改食品中的营养成分,使得食品中的维生素、蛋白质、纤维素等成分得到增加或者改良,从而提高食品的营养价值。
2.功能性食品的研发生物技术的发展使得研发功能性食品变得更加容易,例如富含益生菌、膳食纤维、抗氧化物质等功能性成分的食品不断涌现,这些功能性食品能够满足人们对健康、营养的需求。
3.生物转化技术的应用生物转化技术可以将植物或者微生物转化为新型的食品材料,例如利用微生物发酵生产的酵素、氨基酸等,使得食品的营养成分更加丰富多样。
三、生产效率生物技术的应用使得食品生产的效率得到了显著提升,主要体现在以下几个方面:1.农业生产的智能化生物技术与信息技术的结合使得农业生产变得更加智能化和精准化,提高了农作物的产量和质量,降低了生产成本。
食品生物技术的研究进展

食品生物技术的研究进展食品生物技术是指利用基因工程、细胞工程、微生物工程等生物技术手段对食品进行改良和加工,以提高食品生产效率、改善食品品质和营养价值的技术。
随着科技的不断进步,食品生物技术在生活中得到了广泛的应用,对食品行业的发展起到了积极的推动作用。
本文将从食品生物技术的基础原理、研究现状和未来发展方向等方面进行探讨。
一、食品生物技术的基础原理食品生物技术主要是通过对食品中的成分进行调控和改良,以达到提高食品品质和营养价值的目的。
其核心技术是基因工程,即对食品中的基因进行改造和调控,以实现对食品特性的调控。
基因工程技术包括基因克隆、基因转移、基因编辑等多种手段,可以通过对食品中的基因组进行改造和调控,实现对食品特性的精准调控。
食品生物技术还包括细胞工程、微生物工程等多种技术手段,如发酵技术、胰蛋白酶工程、酶制剂工程等,可以通过对食品中的微生物进行改造和调控,以实现对食品特性的调控。
1.转基因食品转基因食品是利用基因工程技术对食品的基因进行改造和调控,以实现对食品特性的调控。
目前,转基因技术已经在玉米、大豆、水稻等多个农作物中得到了广泛的应用,通过转基因技术改良后的农作物具有抗虫、抗病、耐逆等特性,可以有效提高农作物的产量和品质。
2.生物发酵技术3.酶制剂工程酶制剂工程是利用酶对食品中的成分进行分解和改良,以实现对食品特性的调控。
通过酶制剂工程可以生产葡萄糖、果胶、纤维素等多种食品添加剂和改良剂,在食品加工中得到了广泛的应用。
4.基因编辑技术三、食品生物技术的未来发展方向随着基因编辑技术的不断发展,未来食品生物技术将逐渐向着精准基因编辑技术的方向发展,可以实现对食品特性的精准调控,为食品的品质和营养价值提供更加精准的调控手段。
2. 食品安全性与环境友好性未来食品生物技术的发展将更加注重食品的安全性和环境友好性,通过设计安全性评价体系和环境风险评估体系,保障转基因食品和改良食品的安全性和环境友好性。
食品科学与生物技术的应用与展望

食品科学与生物技术的应用与展望自古以来,食品一直是人类的基本需求之一。
随着科学技术的不断进步,食品科学和生物技术应用在食品领域的作用也越来越重要。
本文将围绕食品科学和生物技术的应用与展望展开描述。
一、食品科学在食品制造中的应用食品科学研究制定和实施食品生产的标准、控制食品质量和安全、研究食品营养和功能等方面的知识。
在食品制造中,通过利用各种化学、物理、生物学原理和方法,可以生产出美味、方便、安全的食品。
其中一些方法包括:1.食品加工技术通过加工与处理,能够将食品原材料转变为消费者可以接受的形态。
技术包括热处理、冷冻、真空包装、辐射处理等。
加工技术可以延长食品的保质期,在运输和销售过程中,确保食品的安全和卫生。
2.食品添加剂的使用食品添加剂可以增强或改善食品的某些特性,例如颜色、口感、防腐剂、增加营养成分,添加酶等。
但是,必须严格遵守国家标准和法规规定的限量使用标准,否则会对人体健康产生不良影响。
3.食品检测技术食品检测技术是维护食品质量和安全的关键。
如今,微生物学、生物化学、分析化学、免疫学等技术已经成熟,可以对食品中的有害成分,如细菌、病毒、污染物、重金属等进行检测。
二、生物技术在食品领域的应用生物技术为食品工业提供了新的途径,可以实现精准控制和调整生产过程,并开发新型安全、健康和营养丰富的食品。
在食品领域,生物技术应用主要包括以下几个方面:1.生物转化技术生物转化技术是利用微生物、酵母菌或其它微生物进行发酵、乳酸发酵、异化等反应来生产对工业化食品生产具有重要意义的化学品、生物制品。
例如,利用微生物发酵生产酵母、酱油等。
2.基因工程技术基因工程技术是应用现代生物技术对食品生产过程和产品进行微调和改造。
通过选择和转化有用基因,可以改进食品的品质和营养,并提高食品的产量。
例如,基因工程技术已经被应用于番茄和黄磨菇中,通过基因改造,使得这两个食品含有更高的营养成分。
3.细胞培养技术细胞培养技术是利用细胞按照特定的程序在体外进行培养,生成有特定功能的细胞或组织。
生物技术在食品产业中的发展现状与未来趋势

生物技术在食品产业中的发展现状与未来趋势随着科技的迅速发展,生物技术在各个领域都发挥着越来越重要的作用,尤其是在食品产业中。
本文将探讨生物技术在食品产业中的发展现状以及未来的趋势。
一、转基因技术的应用转基因技术是生物技术的重要组成部分,其应用在食品产业中引起了广泛关注和争议。
转基因作物可以通过改变其基因组,使其具有抗虫、耐旱、抗病等优良特性。
目前,转基因技术已经在大豆、玉米、棉花等农作物中得到应用,为农业生产提供了更多的选择和可能性。
然而,对于转基因食品的安全性与可行性一直存在争议,因此在未来的发展中需要更多的科学研究和监管政策的制定。
二、基因编辑技术的突破除了转基因技术,基因编辑技术也正在食品产业中取得突破性进展。
基因编辑技术通过精确修改基因组中的特定基因,可以实现对食品植物的遗传特性的改良。
例如,通过基因编辑技术可以使植物具有更好的营养价值、更好的风味和更长的保鲜期。
这一技术的发展将推动农作物的品质和产量的提高,为食品产业的发展带来更多的机遇。
三、人工肉及替代品的崛起随着人们对环保和动物福利的关注增加,人工肉及替代品成为了热门话题。
人工肉是通过将动植物细胞进行培养和复制而生产的肉类产品,其在口感和营养价值上趋近于传统肉类,却减少了对动物的屠宰和对环境的影响。
人工肉的发展为食品产业带来了新的商机和发展方向,越来越多的企业开始投入到人工肉的研发和生产中。
而除了人工肉,越来越多的替代品,如植物蛋白饮料、植物奶、豆腐等也受到了消费者的欢迎。
四、生物技术在食品安全中的应用食品安全一直是人们关注的焦点。
在这方面,生物技术也可以发挥重要作用。
通过生物技术手段,可以减少食品中的有害食物成分、减少农药残留、预防食品中的细菌感染等。
例如,通过使用生物技术可以将一些特定基因插入农作物中,使其具有控制病原菌和害虫的能力,从而减少对农药的依赖。
此外,生物技术还可以用于快速检测食品中的有害物质,提高食品安全的检测速度和准确性。
生物技术在食品生产中的应用和发展

生物技术在食品生产中的应用和发展随着人类社会的发展,食品生产的技术也在不断地改进和创新。
其中,生物技术在食品生产中的应用和发展已经成为一个备受关注的研究领域。
本文将着重探讨生物技术在食品生产中的应用和发展,从而深入了解其对现代食品生产的重要性。
一、食品生产与生物技术在过去的几十年中,人们对食品的要求变得越来越高。
传统的食品生产方式已经不能满足人们对食品质量、安全性、营养成分等方面的需求。
现代食品生产则需要通过技术手段来解决这些问题。
而生物技术正是一种发展较快的技术手段。
生物技术主要是指运用生物工程技术、从事生物学、生物化学及相关学科的基础和应用研究,以实现对生物体及生物过程的研究、发展和利用的一门综合性技术。
生物技术不仅能对传统的工业制造、农业生产、医疗卫生等方面进行发展和改进,也能对食品生产及食品安全进行改良和提高。
二、生物技术在食品生产中的应用生物技术的应用在食品生产中非常广泛,以下是几种典型的例子:1、基因编辑基因编辑是指通过人工干预卵细胞的基因组结构,实现对生物诱变和基因重组等生物学过程的控制,从而实现对生物性状控制和提高的一种方法。
在食品生产中,基因编辑可以用来实现对植物和动物的基因重组,改变其生长性状、产量、耐性等特征。
比如,科学家可以通过对作物基因编辑,来提高作物的免疫力、调整营养成分、提高产量等特性。
此外,通过对食肉动物的基因编辑,也能实现对其养殖和肉品质量的控制。
2、发酵技术发酵技术是一种利用细菌、真菌或微生物等触媒催化有机物转化的一种过程。
在食品生产中,利用发酵技术可以促进食品品质提升,增强其口感、营养及保质期等特点。
例如,酸奶是一种利用乳酸菌发酵奶制成的食品,酸奶中乳酸菌含量高,有利于人体消化和免疫系统,因此酸奶被视为一种健康食品。
同时,发酵技术也广泛应用于酱油、面包、啤酒等食品生产中,增加食品的风味和品质。
3、生物保鲜技术生物保鲜技术是指通过合理地使用微生物和酶等生物体,来延长食品的保质期和防止腐败的技术。
食品生物技术的应用与发展

食品生物技术的应用与发展随着科学技术的不断发展,食品生物技术被广泛应用于食品行业中。
食品生物技术是通过利用生物技术手段对食品进行改良和开发,以提高食品的品质、营养价值和食品加工的效率。
它涵盖了多个领域,包括基因改良、发酵技术、生物传感技术等。
一、基因改良技术的应用基因改良技术是食品生物技术中的重要分支之一。
通过基因改良技术,科学家们可以选择性地引入或删除食品中的特定基因,改变食品的性状和性能。
例如,通过基因改良,农作物可以抵抗病虫害,提高产量和耐受逆境能力。
这不仅促进了农作物的产量增加,还减少了对农药的依赖,对环境保护发挥了积极作用。
此外,基因改良技术还可以改善食品的品质和口感,例如,提高水果的甜度、延长农产品的保鲜期等。
二、发酵技术的应用发酵技术是另一个在食品生物技术中广泛应用的领域。
发酵是利用微生物(如酵母菌、细菌等)进行代谢反应的过程,通过控制发酵条件和酶的作用,可以获得特定的食品产品。
世界上许多传统食品,如酸奶、酱油、酒等,都是通过发酵技术制成的。
发酵技术不仅提高了食品的口感和营养价值,还使得食品的保存和运输更加方便。
此外,发酵技术还可以应用于食品蛋白质的提取、食品添加剂的生产等方面,为食品工业的发展提供了重要的技术支持。
三、生物传感技术的应用生物传感技术是食品生物技术中的新兴领域之一。
通过利用生物传感器和生物分子的特异性识别性质,可以对食品中的有害物质进行快速、准确地检测和监测。
例如,生物传感技术可以应用于快速检测食品中的农药残留、重金属等有害物质,确保食品的质量和安全。
此外,生物传感技术还可以应用于食品的溯源和真伪检验,确保消费者的合法权益。
食品生物技术的发展给食品产业带来了许多机遇,但也面临着一些挑战。
首先,食品生物技术的安全性和可行性需要得到充分验证。
在应用食品生物技术的过程中,需要进行严格的安全评估和监测,确保食品的质量和安全。
其次,食品生物技术的推广和应用需要政府、企业和公众的共同努力。
生物技术在食品行业中的应用与前景
生物技术在食品行业中的应用与前景一、引言生物技术作为一种先进的技术,在现代社会中得到了广泛应用和发展。
其中,生物技术在食品行业的应用和前景是业内关注的热点话题。
本文将从食品行业的角度出发,介绍生物技术在食品行业中的应用与前景。
二、生物技术在食品行业的应用生物技术在食品行业中的应用非常广泛,包括以下几个方面:1.优化养殖方式生物技术可以对养殖动物的遗传基因进行改良,提高肉、蛋、奶等产品的产量和品质。
同时,通过生物技术的应用,可以减少疾病的发生,提高动物的免疫能力,从而降低了使用抗生素和化学药品的需求,保证了产品的安全。
2.提高食品质量和营养成分利用生物技术,可以生产出更加纯净和优质的食品,同时也可以增加食品的营养成分。
例如,通过基因技术,可以提高水稻中维生素A和蛋白质的含量,从而改善许多发展中国家人们的营养不良问题。
3.生产健康食品人们对于健康食品的需求越来越高。
生物技术在食品行业中的应用可以用于生产更加健康的食品,如低卡路里、无转基因、无药残、无添加剂的食品等。
通过生物技术的应用,可以从食品中提取出具有营养保健作用的物质,并将其添加到食品中,以达到更好的健康效果。
三、生物技术在食品行业的前景生物技术在食品行业的前景非常广阔。
未来,在食品行业中,生物技术将会继续发挥重要的作用。
以下是生物技术在食品行业中的前景:1.转基因技术的应用前景转基因技术是生物技术中比较热门的话题。
通过基因技术,可以改良植物和动物的基因,使其更加适应不同的环境和生产条件,提高其产品的产量和品质。
同时,转基因技术的应用可以增强食品的抗病能力,提高产出效益。
随着生物技术的不断发展,未来转基因技术的应用可能会更加广泛。
2.智能化生产的应用前景智能化生产和自动化生产是现代食品行业中的趋势。
通过生物技术,可以开发出更加智能化的生产工艺和设备,实现生产过程的智能化、自动化和高效化,提高生产能力和产品质量。
未来,智能化生产的应用前景将会越来越广阔。
食品生物技术的研究与应用
食品生物技术的研究与应用食品生物技术作为一种新兴的科学领域,正在迅速发展和应用。
它的研究和应用,对于增加食品产量、改善食品质量、解决饥饿问题和提高人类的健康水平有着重要意义。
在这篇文章中,我们将探讨食品生物技术的研究进展、应用领域以及对环境和人类健康的潜在影响。
一、食品生物技术的研究进展食品生物技术在过去几十年中取得了重要的进展。
基因工程技术的应用,使得科学家们能够将特定的基因从一种生物体移植到另一种生物体中。
这种技术使得农作物能够抵抗病虫害,提高产量和耐旱能力。
例如,转基因作物的引入使得农作物能够抵抗虫害,减少农药的使用量,提高农业生产效益。
此外,食品生物技术还涉及到生物育种和遗传改良等方面的研究。
通过选择和繁殖具有特定基因型的植物和动物,科学家们能够改善食物的味道、质量和产量。
这种方法可以帮助农民生产更健康、更高效的农作物。
二、食品生物技术的应用领域食品生物技术的应用领域非常广泛。
它可以用于改善植物的抗性和耐受性,提高作物的产量。
转基因植物的引入,为食品生产提供了新途径。
例如,转基因植物的耐盐性和耐旱性可以有效应对气候变化对农作物生产的影响,增强农作物的适应能力。
此外,食品生物技术还可以用于改善食品加工和贮藏技术。
通过使用特定的菌株,科学家们能够生产更多的酶、纤维素和抗氧化物质,从而提高食品的营养价值和保鲜期。
这对于提供高质量的食品和减少食品浪费有着重要意义。
三、食品生物技术的潜在影响食品生物技术的应用不仅有利于人类,还可能对环境和人类健康产生潜在影响。
首先,转基因农作物的引入可能会对生态系统造成影响。
转基因植物对环境的适应性较强,可能会成为野生物种的入侵者,从而对生态系统造成破坏。
因此,科学家需要进行充分的风险评估,并采取适当的控制措施。
此外,食品生物技术对人类健康的影响也是需要关注的问题。
尽管有研究证明转基因食品的安全性,但仍有一些人对其潜在影响表示担忧。
因此,科学家需要继续进行长期的监测和评估,确保食品安全和健康。
食品生物技术的研究进展
食品生物技术的研究进展随着现代社会的发展,生物技术在食品领域的应用越来越广泛。
食品生物技术是利用微生物、细胞、基因等生物体系技术,进行食品加工、改良、优化和保护的技术学科。
本文将从四个方面介绍食品生物技术的研究进展。
一、基因编辑技术的应用基因编辑技术是指对生物体遗传物质进行精确的修改、修剪、添加或替换等技术手段。
近年来,基因编辑技术在食品生物技术中得到广泛应用。
例如,在水稻中加入新的抗病基因,提高水稻的抗病能力;为了使甜菜缩短生长周期,更快到达采收时间,科学家插入了一对基因,结果甜菜的生长周期缩短了两个星期。
基因编辑技术为食品生产提供了新的可能性,但也需要注意安全和伦理道德问题。
二、利用微生物发酵生产高附加值食品微生物已成为了食品发酵的重要角色,包括酵母、乳酸菌、酸奶菌、酵母菌等。
利用微生物发酵技术可以制备出高附加值的食品,例如,酸奶、奶酪、豆腐、咖啡、酸菜、面包、啤酒等。
近年来,许多研究者在这方面进行了深入的研究,开发出了更多的高附加值食品,让人们的饮食更加丰富多样。
三、利用植物基因工程技术开发新型作物植物基因工程技术是指应用基因工程技术,对植物的基因进行改造,以创造新型植物、开发新型品种、培育新型特性等。
利用植物基因工程技术可以提高农作物的产量、改善品质、提高抗病虫害能力等,进而提高农业生产效益。
例如,基因工程水稻中含有人类血清白蛋白,可以有效地预防蛋白质营养缺乏症的发生。
此外,利用植物基因工程技术也可以克服植物对环境的适应性不足,提高植物的生存能力。
四、利用生物传感技术检测食品安全生物传感技术是指利用生物体系的特性和功能,开发制造生物传感器,用于检测、分析食品中的营养成分、添加剂、农药残留、食品中的污染物等。
近年来,生物传感技术已成为食品检测广泛应用的一种手段。
通过利用生物传感技术检测食品,可以保证食品的安全和质量,也可以追踪食品的来源和生产过程,进而提高食品的安全性和可追溯性。
综上所述,食品生物技术是专门应用生物技术对食品进行改良、保护、加工的技术学科。
生物技术在食品生产中的应用
生物技术在食品生产中的应用生物技术领域在过去几十年中取得了显著进展,这些进展已经对食品生产产生了深远的影响。
生物技术可以通过多种方式提升食品的质量、营养价值以及生产效率。
本文将探讨生物技术在食品生产中的应用,包括基因工程、发酵技术、细胞培养、以及食品保鲜等方面,力图为读者提供一个全面的视角。
一、基因工程在食品生产中的应用基因工程是生物技术中最具前景的领域之一。
通过改变植物和动物的基因组,研究人员可以获得更具抗病性、高产量和营养丰富的新型作物及动物品种。
以下是几个主要应用方面:改良作物品种传统育种方法往往需要多个世代才能产生所需特征,而基因工程能够迅速引入特定的性状。
例如,转基因玉米和大豆已经成为主要农作物,通过引入抗虫和抗除草剂基因,这些作物在实际种植中显著降低了农药使用率,提高了农作物的产量。
提高营养价值通过基因工程,科学家能够改善作物的营养成分,使其更符合人体健康需求。
例如,“黄金大米”是一种富含β-胡萝卜素(维生素A 前体)的转基因稻米,可以解决一些发展中国家由于缺乏维生素A而导致的健康问题。
生产特定蛋白质在动物饲养方面,基因工程也已经得到应用。
一些转基因动物被创造出来以生产所需的特定蛋白质或抗体。
这种方法不仅能减少生产成本,还能通过高效的生物合成减少对环境的影响。
二、发酵技术的应用发酵技术是食品加工中常用的方法,它通过微生物的代谢活动使得原料转变为具有风味、质感及保存性的食品。
以下是几项重要的应用:乳制品生产发酵在乳制品的制作中发挥了至关重要的作用。
通过在牛奶中添加乳酸菌,乳糖会转化为乳酸,使牛奶凝固形成酸奶和奶酪。
这种过程不仅赋予了产品独特的風味,还提升了其营养价值,改善了消化功能。
面包制造酵母发酵使得面团膨胀,形成轻柔的面包结构。
在面包制作过程中,酵母不仅提供二氧化碳,让面团膨胀,还能通过其代谢产物(如酒精和香气化合物)赋予面包特别风味。
酒类发酵酒精饮料如葡萄酒、啤酒和烈酒等均依赖于发酵工艺。
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食品生物技术的进展与应用摘要:生物技术是以生命科学为基础,利用生物的特性和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,以及与工程原理和技术相结合进行社会生产或为社会服务的结合性科学技术。
它是一门跨学科的综合性科学,是研究生物学、医学、农业与食品科学的基础工具,被广泛应用于医药、农业、食品、化工、环境保护等各个行业[1]。
生物技术主要包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等5个方面内容。
本文主要介绍了几种生物技术在食品行业中的应用现状及其新技术的应用。
关键词:食品;生物技术;基因工程;蛋白质工程;酶工程;食品工业;功能食品;食品添加剂食品生物技术就是通过生物技术手段, 用生物程序、生产细胞或其代谢物质来制造食品,改进传统生产过程,以提高人类生活质量的科学技术。
生物技术在食品生产中的应用已有几个世纪,主要采用微生物发酵生产许多传统的食品,如面包、酸奶、奶酪、啤酒、酱油等,始终与人类生活息息相关[2]。
近年来,随着许多新兴的生物技术应用于食品生产与开发,促进了食品工业的飞速发展,主要体现在四个方面:一是利用基因工程、细胞工程技术对食品资源的改造与改良;二是利用发酵工程、酶工程技术将农副原材料加工成商品,如酒类、调味品、酸奶类等发酵制品;三是利用生物技术产品进行二次开发,形成新的产品,如许多功能性的低聚糖、食品添加剂等;四是利用酶工艺、发酵技术、生物反应器等对传统食品加工工艺进行改造,降低能耗、提高产率,改善食品品质。
此外,与食品生产相关领域,如食品包装、储存、质量检测、三废处理等方面,生物技术也得到越来越广泛应用[3]。
1基因工程技术在食品行业中的应用基因工程技术是现代生物技术的核心内容,即采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型[4]。
塑料作为四大包装材料之一,由于其质轻、强度好用量逐年递增。
但由于用石油产品制成的传统塑料,其废弃物很难降解,造成白色污染。
因此,可降解塑料成为当今的研究热点。
目前PHB的生产成本依然太高,用细菌发酵生产PHB 的成本至少是化学合成聚乙烯的5 倍,这严重限制了PHB 在商业上的应用。
为降低PHB 的生产成本,提高PHB 与传统塑料的市场竞争力,可向植物体内引入PHB 生物合成途径,以植物为表达载体,利用CO2 及光能合成PHB,是大规模廉价生产PHB的一种很有前景的方法,用转基因植物来生产PHB是降低生产成本的较好选择。
在食品保藏、贮运方式上,利用基因工程可延长食物的贮藏期,改变传统的贮运方式。
如通过转基因技术生产的延熟番茄,主要通过乙烯合成途径调控,抑制乙烯合成,从而达到延迟成熟、耐贮藏的目的。
郑铁松[5]等报道,促进果实成熟和器官衰老是乙烯最主要的生理功能,在果实中乙烯生物合成的关键酶主要是ACC 合成酶和ACC 氧化酶,在果实成熟时这两种酶的活力明显增加,导致乙烯含量急剧增加,促进果实成熟。
另据刘全永[6]报道,采用基因工程技术,使外源性基因导入马铃薯中,可赋予其特定的抗病性,从而大大提高了原材料的品质。
2蛋白质工程在食品中的应用所谓蛋白质工程,就是利用基因工程手段,包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造,以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。
由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的,每一种蛋白质有自己独特的氨基酸顺序,所以改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。
而氨基酸是由三联体密码决定的,只要改变构成遗传密码的一个或两个碱基就能达到改造蛋白质的目的。
蛋白质工程的一个重要途径就是根据人们的需要,对负责编码某种蛋白质的基因重新进行设计,使合成的蛋白质变得更符合人类的需要。
蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上,融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。
其内容主要有两个方面:根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质;确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。
在此基础之上,实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能,设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质,这也是蛋白质工程最根本的目标之一。
2.1 蛋白质工程的基本途径从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的核糖核苷酸序列(RNA)→找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列(DNA)2.2 蛋白质工程研究的核心内容2.2.1蛋白质结构分析。
蛋白质工程的核心内容之一就是收集大量的蛋白质分子结构的信息,以便建立结构与功能之间关系的数据库,为蛋白质结构与功能之间关系的理论研究奠定基础。
三维空间结构的测定是验证蛋白质设计的假设即证明是新结构改变了原有生物功能的必需手段。
2.2.2 结构、功能的设计和预测。
根据对天然蛋白质结构与功能分析建立起来的数据库里的数据,可以预测一定氨基酸序列肽链空间结构和生物功能;反之也可以根据特定的生物功能,设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构。
通过基因重组等实验可以直接考察分析结构与功能之间的关系;也可以通过分子动力学、分子热力学等,根据能量最低、同一位置不能同时存在两个原子等基本原则分析计算蛋白质分子的立体结构和生物功能。
2.2.3 创造和改造。
蛋白质的改造,从简单的物理、化学法到复杂的基因重组等等有多种方法。
物理、化学法:对蛋白质进行变性、复性处理,修饰蛋白质侧链官能团,分割肽链,改变表面电荷分布促进蛋白质形成一定的立体构像等等;生物化学法:使用蛋白酶选择性地分割蛋白质,利用转糖苷酶、酯酶、酰酶等去除或连接不同化学基团,利用转酰胺酶使蛋白质发生胶连等等。
采用基因重组技术或人工合成DNA,不但可以改造蛋白质而且可以实现从头合成全新的蛋白质。
3酶工程技术在食品中的应用酶工程是生物技术的一个重要组成部分,指在一定的生物反应器内,利用酶的催化作用,进行物质转化的技术,可应用于食品生产过程中物质的转化。
如纤维素酶在果汁生产、蔬菜汁生产、速溶茶生产、酱油酿造、制酒等食品工业中应用广泛。
酶工程在食品添加剂、食品包装中得到广泛应用,具体表现在:(1)辅助生产甜味剂。
海藻糖是一种新型的多功能食品添加剂。
张海平和杨静[7]从中国土样中筛选分离得到能产生淀粉转化为海藻糖的酶菌株,并利用该菌株生产的酶进行淀粉合成海藻糖。
产物海藻糖在反应混合物中的含量可达48 g /100 g。
薛璐和马莺[8]研究了在不易破壁取得胞内海藻糖合酶的情况下,采用渗透处理细胞技术生产透性化细胞酶,并获得了较高的酶活力。
海藻糖还可由海藻糖合酶将麦芽糖直接转化为海藻糖,在海藻糖的工业生产中有着良好的应用前景。
(2)在香味剂中的生产应用张文启[9]报道酶法奶类香精是以稀奶油或奶油为原料, 通过脂肪酶或接入某种微生物, 使乳脂肪分解, 从而得到增强许多倍的乳香原料。
广州百花香料股份有限公司采用酶法水解黄油, 生产系列奶类或乳化牛奶香精, 取得了良好的经济效益。
实验室利用微生物酶类生产香兰素的研究也有报道。
(3)在食品包装中的应用细胞壁溶解酶最大的特点是消除某些微生物的繁殖,而让某些有益细菌得以繁殖。
在食品包装上用作防腐剂,对人体无毒害,可以替代一些对人体有害的化学防腐剂。
溶解酶用于清酒的防腐,研究发现15 mg / kg 溶菌酶防腐效果与250 mg / kg 的水杨酸相等,还可有效防止水杨酸对胃肠的刺激,是一种良好的防腐剂。
溶解酶在含食盐、糖等的溶液中稳定,耐酸、耐热性强,可用于水产、香肠、奶油、生面条的保藏,可有效延长保藏期[10]。
4细胞工程在食品中的应用细胞工程是应用细胞生物学方法,按照人们预定的设计,有计划地保存、改变和创造遗传物质的技术。
包括细胞培养、细胞核移植、细胞器摄取、染色体片断重组、细胞融合及细胞代谢物的生产等[11]。
利用细胞杂交和细胞培养可生产具有独特香味和风味的食品添加剂,如香草素、可可香素、菠萝风味剂以及高级天然色素,如咖喱黄、紫色素、花色苷素、辣椒素、靛蓝等,而且培养的色素含量高,色调和稳定性好。
利用微生物及其代谢物改善饮料的品质、延长保质期具有高效、安全等特点。
罗自生[12]等报道,在摇床转速160 r / min、pH 为4.5、温度为25 ℃时,固定化醋酸杆菌细胞能有效地脱除柑桔汁中由柠碱所引起的苦味,并且,固定化细胞的热稳定性比游离细胞好。
另据报道,乳酸链球菌生产的细菌素—Nisin 目前已成为一种天然防腐剂,被50多个国家和地区批准使用,特别是Nisin具有对酸稳定的特征,因此更适合于果汁饮料的防腐保鲜。
同时,使用Nisin 可以降低杀菌温度,有利于保持产品的营养、风味、口感、色泽等。
5生物技术在食品行业中的综合应用5.1食品原料和食品微生物的改良,提高食品的营养价值及加工性能利用基因工程、细胞工程改造动物、植物、微生物资源向人类提供各种转基因食品和食品添加剂,一方面提高了农作物产量、改善农作物抗虫、抗病、抗除草剂和抗寒能力,另一方面使食品的营养价值、风味品质得到改善,食品储藏和保存时间有所延长。
利用细胞工程技术培育出含水量大大降低的西红柿、洋葱、马铃薯新品种,培育出带咸味和奶味的适宜膨化加工的玉米新品种,获得了出油率高、不饱和脂肪酸含量较高的油料作物,以及我国已在田间试验中的超级水稻、转基因鲤鱼、高产奶量的转基因试管牛,等等。
采用常规的诱变、杂交方法与细胞融合、基因工程技术结合进行菌种改造和采用基因工程和蛋白质工程技术构建“基因工程菌”,改良食品微生物的生产性能。
生物技术已应用于啤酒酵母的改造,如将a-乙酰乳酸脱羧酶基因克隆到啤酒酵母中进行表达,可降低啤酒双乙酰含量而改善啤酒风味,选育出分解b-葡萄糖和糊精的啤酒酵母,能够明显提高麦芽汁的分解率并改善啤酒质量;构建具有优良嗜杀其它菌类活性的嗜杀啤酒酵母已成为纯种发酵的重要措施。
5.2生产各种功能食品的有效成分、新型食品和食品添加剂通过转基因技术制造有利于人类健康的食品或有效因子,如低胆固醇肉猪、低胆固醇蛋和高特种微量元素蛋、人类血液代用品、高异黄酮大豆、高胡萝卜素稻米,等等。
利用细胞工程技术生产各种功能食品和功能成分,如对人参、西洋参、长春花、紫草和黄连等植物细胞进行培养生产活性细胞干粉、L-苏氨酸、免疫球蛋白、生长激素,等等。
利用生物技术,特别是发酵工程技术生产食品添加剂[13]。
目前国内外重点研究开发的食品添加剂有甜味剂中的木糖醇,甘露糖醇,阿拉伯糖醇,甜味多肽,等等;酸味剂中的L-苹果酸,L-琥珀酸,等等;氨基酸中各种必需氨基酸;增稠剂中的黄原胶,普鱼兰,茁霉多糖,热凝性多糖,等等;风味剂中的多种核苷酸,琥珀酸钠,香茅醇,双乙酰;芳香剂中的脂肪酸酯,异丁醇,等等;色素中的类胡萝卜素,红曲色素,虾青素,番茄红素,等等;维生素中的维生素C,维生素B12,核黄素,肉碱;生物活性添加剂中的各种保键活菌,活性多肽,等等;防腐剂中的乳链菌肽,杀菌肽,瓜蟾抗菌肽,防御素,等等。