食品科技ＦＯＯＤＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ现代生物技术在食品工业中的应用赵艳平１李建喜２黄小红１武帅１（１．江西农业大学动物科技学院动物营养实验室，江西南昌３３００４５；２．江西省家畜血吸虫防疫站，江西南昌３３００４６）摘要：随着生物工程技术的发展，必将对食品工业带来革命性的贡献。本文主要介绍了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程在食品工业中的应用及其发展前景。关键词：生物技术；基因工程；细胞工程；酶工程；发酵工程生物技术是２ｌ世纪最具有发展前景和活力的学科，世界各国都将生物技术视为一项高新技术，生物技术在相关领域中的应用也成为应用技术研究中的热点［ｔｌ。生物技术也称生物工程，是探索生命现象和生物物质规律，利用生物体的机能或模仿生物体的机能进行物质生产的技术。生物技术包括传统生物技术和现代生物技术，现代生物技术是指以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。现代生物技术主要包括：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程１２１。现代生物技术可在解决当今世界发展重大问题（如粮食短缺、资源枯竭、生态环境恶化）中发挥积极作用１３１。１的延熟番茄【６～，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。郑铁松等ｆ８Ｉ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１９１报道，采用基因工程技术，使外源性基因导人马铃薯中，可赋予其特定的抗病性，从而大大提高了原材料的品质。１．２细胞工程技术细胞工程就是在细胞水平研究开发利用各类生物细胞的工程技术，主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等【１０ｌ。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。罗自生等【１１１报道，在摇床转速１６０ｒ／ｍｉｎ、ｐＨ为４．５、温度为２５ｃＣ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【１２１，乳现代生物技术在食品工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１．１基因工程技术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。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ＣＯ：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１４，５３。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可以降低杀菌温度旧，有利于保持产品的营养、风味、口感、色泽等。１．３酶工程技术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。１．３．１酶工程在食品添加剂中的应用１．３．１．１在甜昧剂中的生产应用低聚木糖是一种具有多种保健功能的食品添加剂，主要以富含半纤维素的原料经一定的加工方式制得。石波和李里特【１４１研究了以玉米芯为原料，采用质量分数２％万方数据 ０４６互囹的ＮａＯＨ溶液进行预处理，通过ｓｐ．Ｅ一８６菌株生产的木聚糖酶酶解制备低聚木糖。其考察了不同酶解反应时间条件下低聚木糖产物平均聚合度的变化情况，并用ＴＬＣ法测定出研究所得的产物是以木糖、木二糖为主的低聚木糖产品。海藻糖是一种新型的多功能食品添加剂。张海平和杨静１１５１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柱，并利用该菌柱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％。薛璐和马莺Ｉｌ司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。１．３．１．２在调昧剂中的生产应用李祥、罗仓学Ｉ叼和彭小平、杨宁以啤酒废酵母为原料，添加蛋白酶和葡聚糖酶，经过脱苦、自溶等工序而制成的酵母抽提物，富含多种氨基酸，具有强烈的增鲜效应及醇厚浓郁的肉香味，风味、质量达到国外同类产品的先进水平。１．３．１．３在香味剂中的生产应用张文启报道１Ｉ羽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【１９１。１．３．２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利，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｛搬１】１５ｍｇ／ｋｇ溶菌酶防腐效果与２５０ｍｇ／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。１．４发酵工程技术发酵工程是生物工程技术的重要组成部分，是生物技术产业的重要环节，是一门利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。近年来，利用食用菌及有益微生物发酵开发具有特殊风味及营养保健功效的饮料制品受到了人们的重视，并对其加工过程中微生物种群的变化及发酵微生物的分离与鉴定进行了研究。朱俊晨等阎以发酵液的外观口感及其中的活菌数为评定万 方数据食品科技ＦＯＯＤＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ产品的指标，考察了以豆奶、胡萝卜汁为底料，利用青春双歧杆菌生产活菌饮品发酵饮料的可能性。为蛋白一果蔬汁混合发酵饮料的研制提供了重要的理论依据。王禾等１２３１以粟米为原料，采用二水平一次回归正交试验设计，确定了粟米乳酸发酵的最佳工艺，把谷物及薯类乳酸发酵饮料的开发向前推进了一步。在红茶饮料加工中，传统的提制法存在效率低、品质较差等诸多问题，后来尝试以茶鲜叶（萎凋叶或发酵叶）榨汁直接进行红茶饮料的生产。结果表明１２４Ｉ，同传统的工艺相比，采用鲜叶榨汁法生产红茶饮料，不仅能简化工艺、降低成本、提高利用率，而且所制产品具有新鲜的茶味感、汤色明亮、耐热性好。其缺点在于难以从茶鲜叶获取多酚氧化酶，茶渣中残留的许多有效成分和酶类不能被充分利用，这样对红茶饮料的品质带来一些不利影响。２展望随着人们生活水平的提高和消费观念的改变，人们更关注食品的内在营养和食品的卫生安全，同时提倡绿色消费，这就对食品生产提出了更高的要求。现代生物技术在食品领域所起的作用是传统技术无法比拟的，它在食品工业中的地位越来越重要。目前，现代生物技术在食品领域的应用涉及到基因工程、细胞工程、酶工程和微生物（发酵）工程等当今公认的四大生物技术体系。重点开发的几个领域为：开发新酶品种以及酶的固定化和细胞工业化应用；加强高产菌株和耐特殊环境微生物的遗传育种；用生物法代替化学合成生产食品添加剂；综合利用技术，进行原料的深度加工，采用清洁闭路生产工艺，将废弃物资源化，达到节粮、节能、减少污染的目的；工业化生产中生物技术产物的分离提取水平低一直是阻碍产业发展的“瓶颈”问题，因此，生物技术产品的大规模生产及高收率的提取技术是今后发展的重要方面；研究开发多功能、多指标的生物传感器，有效监控生产过程，利用生物技术建立高特异性、高灵敏度、快速简便的食品卫生检测方法是确保食品安全的重要手段。参考文献：【１］杨福馨．现代生物技术在食品包装中的应用前景展望［Ｊ】．株洲工学院学报，２００２，１６（１）：４－６．【２】温志英．现代生物技术在食品包装中的应用现状及发展前景．食品包装与设计，２００６年７月第２２卷第４期：１１９－１２１．【３】王春荣，王兴国，翟明霞．现代生物技术与食品工业．山东食品科技，２００４年第７期：３１—３２．［４卜［２４】略．