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食品工业的发展与生物技术的发展是密不可分,相辅相成的。通过简述基因工程,细胞工程,酶工程,发酵工程在食品工业中的应用,阐明生物技术作为一种高新技术在食品工业发展中的推动作用。
一、生物技术总论:生物技术是“利用生物有机体或其组成部发展新产品或新工艺的一种体系”,是“ 操纵生物的细胞、组织或酶,进行生物合成、生物转化或生物降解,大规模地生产预期产品或达到特殊目的的一门技术”。生物技术已经被应用了几个世纪,它曾被集中地用于生产多种食品,如面包、奶酪、啤酒、葡萄酒以及酱油、米酒和发酵的乳制品。随着科学技术的进步、经济的发展和人民生活水平的不断提高,人们对食品的组成、营养价值和感官的要求也越来越高。而食品生物技术是生物技术的重要分支,指以现代生命科学和其他学科的研究成果为基础,结合现代工程技术手段生产新型食品和食品原料的一门技术。到目前为止,生物技术在食品工业中的作用表现在以下几方面:
1、基因工程:基因工程又称DNA重组技术是指按人的意志,将某一生物体的遗传倩息在体外经人工与载体相接,构成重组DNA分子 ,然后转入另一生物体受体细胞中,使被引进的外源片段在后者内部得以表达和遗传。将这项技术应用于动植物或徽生物上即产生基因工程食品。墓因工程应用于食品生产具有很多优点:(1)可延长水果、蔬菜的货架期及感官特性,比如转基因西红柿具有更长的货架期,可延长其熟化、软化和腐烂过程。(2)可提高食品营养品质,如基因组的牛生长激素 可提高乳牛的产奶 。通过基因工程生产的大豆,营养更丰富,风味更佳。(3)采用基因工程技术还可以提高食品中矿物质的含量,使人们的启症及心脏病的发病率降低。(4)提高蛋白质的含量,通过基因工程可增加食品中必需氮基酸的含量 ,还能提高食品的功能特性,拓宽植物蛋白的使用。(5)提高肉、奶和畜类产品的数量和质量。基因工程,尤其是克隆技术,可提高畜牧产 ,满足肉蛋白食品的需求。转基因动物不仅使产奶或产肉量增加,而且可得到具有特殊功能的奶或肉类产品,如去乳据牛奶,低脂牛奶,低胆固醇、低脂肪肉品以及含特殊营养成分的肉食品等。
2、细胞工程:细胞工程就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。近年来细胞工程的开发和应用主要集中在细胞杂交,快速无性繁殖和细胞育种等方面。利用细胞杂交和细胞培养可生产独特的食品香味和风味的添加剂,如香草素、可可香素、菠萝风味剂以及高级的天然色索,如咖吸黄、类胡萝卜素、紫色家、花色昔素、辣椒素、靛蓝等。利用细胞工程技术生产生物来源的天然食品或天然食品添加剂, 是细胞工程的一个重要领域,应用范围包括生产天然药物、 食品添加剂和酶制剂(SOD酶、木瓜蛋白酶等)等。SOD是一种颇受关注的酶,目前 SOD主要从动物血液中分离和纯化获得。
3、酶工程:生物技术中对食品工业生产影响最大的还是酶工程和发醉工程 ,酶工程是指在一定的生物反映器内,利用酶的催化作用 ,将相应的原料转化成有用物质的技术,是将酶学理论与化工技术结合而形成的新技术,其应用领域已经遍及农业、食品、医药、环境保护、能源开发和生命科学理论研究等各个方面。国际上对酶工程的研究主要集中在以下几方面:(1)运用基因工程和蛋白质工程 ,改善原有醉的各种性能,提商酶的产率和稳定性,使其在后提取工艺和应用过程中更容易操作;(2)研究开发新的人工合成和模拟酶,如人工合成的高分子聚合物聚钠一乙烯基毗陡一烷化物 ,具有康蛋白酶的功能。(3)加紧对核酸醉和抗体酶的研究。酶在食品工业中的应用可以增加产量 ,提商质量 ,降低原材料和能源消耗,改善劳动条件,降低成本,甚至可以生产出用其它方法难以得到的产品,促进新产品、新技术、新工艺的兴起和发展。酶技术不仅用于食品加工过程中,还可用于原料和成品的保鲜、贮藏。例如把葡萄糖氧化酶和过氧化物酶添加入果蔬中 ,密封保藏 ,可以脱去氧气 ,延长果蔬的保藏期。另外 ,许多食品及原料的腐败、变质与酶有密切关系 ,它们大多是在酶的催化作用下进行的。因此 ,从酶的作用机理出发采用物理或化学方法抑制酶的活性 ,对食品的保鲜和贮藏具有重要的作用。
4、发酵工程:发酵工程又称为徽生物工程 ,是指传统的发酵技术与重组、细胞融合、分子修饰和改造等技术结合并发展起来的现代发酵技术。它是利用徽生物的特定性状,通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产 ,以把粮食、能源、化学制品、环境控制等全球性问题联系起来的一种技术体系。此外利用现代发醉技术生产不同用途、品種多样的食品添加剂是新趋势 ,如甜味剂中木糖醉、甘褥糖醉、阿拉伯据醉、甜味多肤等;酸化剂中的乙一苹果酸、一珑拍酸等;氮墓酸中的各种必需氮基酸; 稠化剂中的黄原酸、热凝性多糖等;风味添加剂中的多种核昔酸、城拍酸钠等 ;香味剂中脂肪酸醋、异丁醉等; 维生素中的维生家素C、维生素B及核黄素等; 生物活性添加剂中的各种保健活性菌、超氧化岐化酶抑制因子等。
二、生物技术在我国食品中的应用。1、生物技术与绿色食品:绿色食品是指遵循可持续发展原则按照特定生产和生产工艺 ,经专门机构认定并注有绿色食品商标的无污染的优质 、营养、安全食品。我国己规定在绿色食品加工中禁止使用激素,但利用基因重组技术可以生产动物生长激素,我们将其注射至猪身上 ,便可得到瘦肉型猪例 ,这样既可以降低肉食品原料的价格 ,也可以改善畜产品的营养品质 ,为我国绿色肉食品的发展提供了原料上的保障。2、生物技术与保健食品:随着生活水平的提高,由于过多地摄取动物食品和精加工食品 ,导致各类营养元素摄入的不平衡 ,从而出现了如心脑血管疾病 、高血压、糖尿病 、癌症等 “文明病 ”另外 ,随着工业现代化进程的推进 ,人类赖以生存的空气 、水 、食品受到严重污染 ,严重地影响着人类的身心健康 随着这些社会问题的出现 ,对食品工业的发展提出了新的要求 ,营养保健食品的发展为这些社会问题的解决提供了一种新途径。(1)冬虫夏草的利用,目前作为国家 “九五 ”攻关项 目的 “冬虫夏草多糖”的研究 ,该项目综合技术水品居国内领先,并达到国际先进水平。利用该技术提取的虫草多糖可添加于多种形式的保健食品载体中念;(2)双歧杆菌的运用。利用双歧杆菌增殖作用 ,可抑制腐败菌的生长繁殖生产新型低聚糖 ,其种类有异麦芽寡糖、蔗果寡糖、半乳糖基寡糖等十多个种类川低聚糖的开发,可以防止肿瘤、糖尿病以达到保健的目的。
参考文献:
[1]宋贤 国内外食品生物技术研究进展 [A]食品科学报
[2]陈坚 21世纪生物技术对食品工业发展的影响 [J]农产品加工
[3]王春荣 现代生物技术与食品工业 [J]山东食品科技(单位:乌鲁木齐市第98中学)
一、生物技术总论:生物技术是“利用生物有机体或其组成部发展新产品或新工艺的一种体系”,是“ 操纵生物的细胞、组织或酶,进行生物合成、生物转化或生物降解,大规模地生产预期产品或达到特殊目的的一门技术”。生物技术已经被应用了几个世纪,它曾被集中地用于生产多种食品,如面包、奶酪、啤酒、葡萄酒以及酱油、米酒和发酵的乳制品。随着科学技术的进步、经济的发展和人民生活水平的不断提高,人们对食品的组成、营养价值和感官的要求也越来越高。而食品生物技术是生物技术的重要分支,指以现代生命科学和其他学科的研究成果为基础,结合现代工程技术手段生产新型食品和食品原料的一门技术。到目前为止,生物技术在食品工业中的作用表现在以下几方面:
1、基因工程:基因工程又称DNA重组技术是指按人的意志,将某一生物体的遗传倩息在体外经人工与载体相接,构成重组DNA分子 ,然后转入另一生物体受体细胞中,使被引进的外源片段在后者内部得以表达和遗传。将这项技术应用于动植物或徽生物上即产生基因工程食品。墓因工程应用于食品生产具有很多优点:(1)可延长水果、蔬菜的货架期及感官特性,比如转基因西红柿具有更长的货架期,可延长其熟化、软化和腐烂过程。(2)可提高食品营养品质,如基因组的牛生长激素 可提高乳牛的产奶 。通过基因工程生产的大豆,营养更丰富,风味更佳。(3)采用基因工程技术还可以提高食品中矿物质的含量,使人们的启症及心脏病的发病率降低。(4)提高蛋白质的含量,通过基因工程可增加食品中必需氮基酸的含量 ,还能提高食品的功能特性,拓宽植物蛋白的使用。(5)提高肉、奶和畜类产品的数量和质量。基因工程,尤其是克隆技术,可提高畜牧产 ,满足肉蛋白食品的需求。转基因动物不仅使产奶或产肉量增加,而且可得到具有特殊功能的奶或肉类产品,如去乳据牛奶,低脂牛奶,低胆固醇、低脂肪肉品以及含特殊营养成分的肉食品等。
2、细胞工程:细胞工程就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。近年来细胞工程的开发和应用主要集中在细胞杂交,快速无性繁殖和细胞育种等方面。利用细胞杂交和细胞培养可生产独特的食品香味和风味的添加剂,如香草素、可可香素、菠萝风味剂以及高级的天然色索,如咖吸黄、类胡萝卜素、紫色家、花色昔素、辣椒素、靛蓝等。利用细胞工程技术生产生物来源的天然食品或天然食品添加剂, 是细胞工程的一个重要领域,应用范围包括生产天然药物、 食品添加剂和酶制剂(SOD酶、木瓜蛋白酶等)等。SOD是一种颇受关注的酶,目前 SOD主要从动物血液中分离和纯化获得。
3、酶工程:生物技术中对食品工业生产影响最大的还是酶工程和发醉工程 ,酶工程是指在一定的生物反映器内,利用酶的催化作用 ,将相应的原料转化成有用物质的技术,是将酶学理论与化工技术结合而形成的新技术,其应用领域已经遍及农业、食品、医药、环境保护、能源开发和生命科学理论研究等各个方面。国际上对酶工程的研究主要集中在以下几方面:(1)运用基因工程和蛋白质工程 ,改善原有醉的各种性能,提商酶的产率和稳定性,使其在后提取工艺和应用过程中更容易操作;(2)研究开发新的人工合成和模拟酶,如人工合成的高分子聚合物聚钠一乙烯基毗陡一烷化物 ,具有康蛋白酶的功能。(3)加紧对核酸醉和抗体酶的研究。酶在食品工业中的应用可以增加产量 ,提商质量 ,降低原材料和能源消耗,改善劳动条件,降低成本,甚至可以生产出用其它方法难以得到的产品,促进新产品、新技术、新工艺的兴起和发展。酶技术不仅用于食品加工过程中,还可用于原料和成品的保鲜、贮藏。例如把葡萄糖氧化酶和过氧化物酶添加入果蔬中 ,密封保藏 ,可以脱去氧气 ,延长果蔬的保藏期。另外 ,许多食品及原料的腐败、变质与酶有密切关系 ,它们大多是在酶的催化作用下进行的。因此 ,从酶的作用机理出发采用物理或化学方法抑制酶的活性 ,对食品的保鲜和贮藏具有重要的作用。
4、发酵工程:发酵工程又称为徽生物工程 ,是指传统的发酵技术与重组、细胞融合、分子修饰和改造等技术结合并发展起来的现代发酵技术。它是利用徽生物的特定性状,通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产 ,以把粮食、能源、化学制品、环境控制等全球性问题联系起来的一种技术体系。此外利用现代发醉技术生产不同用途、品種多样的食品添加剂是新趋势 ,如甜味剂中木糖醉、甘褥糖醉、阿拉伯据醉、甜味多肤等;酸化剂中的乙一苹果酸、一珑拍酸等;氮墓酸中的各种必需氮基酸; 稠化剂中的黄原酸、热凝性多糖等;风味添加剂中的多种核昔酸、城拍酸钠等 ;香味剂中脂肪酸醋、异丁醉等; 维生素中的维生家素C、维生素B及核黄素等; 生物活性添加剂中的各种保健活性菌、超氧化岐化酶抑制因子等。
二、生物技术在我国食品中的应用。1、生物技术与绿色食品:绿色食品是指遵循可持续发展原则按照特定生产和生产工艺 ,经专门机构认定并注有绿色食品商标的无污染的优质 、营养、安全食品。我国己规定在绿色食品加工中禁止使用激素,但利用基因重组技术可以生产动物生长激素,我们将其注射至猪身上 ,便可得到瘦肉型猪例 ,这样既可以降低肉食品原料的价格 ,也可以改善畜产品的营养品质 ,为我国绿色肉食品的发展提供了原料上的保障。2、生物技术与保健食品:随着生活水平的提高,由于过多地摄取动物食品和精加工食品 ,导致各类营养元素摄入的不平衡 ,从而出现了如心脑血管疾病 、高血压、糖尿病 、癌症等 “文明病 ”另外 ,随着工业现代化进程的推进 ,人类赖以生存的空气 、水 、食品受到严重污染 ,严重地影响着人类的身心健康 随着这些社会问题的出现 ,对食品工业的发展提出了新的要求 ,营养保健食品的发展为这些社会问题的解决提供了一种新途径。(1)冬虫夏草的利用,目前作为国家 “九五 ”攻关项 目的 “冬虫夏草多糖”的研究 ,该项目综合技术水品居国内领先,并达到国际先进水平。利用该技术提取的虫草多糖可添加于多种形式的保健食品载体中念;(2)双歧杆菌的运用。利用双歧杆菌增殖作用 ,可抑制腐败菌的生长繁殖生产新型低聚糖 ,其种类有异麦芽寡糖、蔗果寡糖、半乳糖基寡糖等十多个种类川低聚糖的开发,可以防止肿瘤、糖尿病以达到保健的目的。
参考文献:
[1]宋贤 国内外食品生物技术研究进展 [A]食品科学报
[2]陈坚 21世纪生物技术对食品工业发展的影响 [J]农产品加工
[3]王春荣 现代生物技术与食品工业 [J]山东食品科技(单位:乌鲁木齐市第98中学)