现代生物技术在食品工业中的应用进展.doc

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1、现代生物技术在食品工业中的应用进展摘要生物技术在其自身发展过程中始终与食品的加工和制造密不可分，现代生物技术的进步对食品工业的发展产生了巨大的影响。根据国内外食品工程领域中生物技术的研究应用现状，阐述了现代生物技术在食品工业中的应用研究进展。关键词：生物技术；食品工业；应用；基因工程；研究进展随着生命科学的进步和食品工业的发展，现代生物技术对食品工业的发展发挥着越来越重要的作用。不同于以发酵为支撑的传统生物技术，现代生物技术在食品工业中的应用以现代分子生物学和基因工程技术为基础，包括了细胞生物学

2、、微生物学、生物化学、免疫学等几乎所有生物学科的次级学科，构成了相互联系、密不可分的有机整体，具有强大的发展潜力和良好的发展前景，现代生物技术已经渗透到食品科学与工程的方方面面。现代生物技术是以生命科学为基础,利用生物或生物组织、细胞及其他组成部分的特性和功能，设计、构建具有预期性能的新物质或新品系，并与工程原理相结合，加工生产生物制品的综合性技术。现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五个领域，其在食品工业的应用有着广阔的市场和发展前景。1基因工程基因工程是指在分子

3、水平上将异源基因与载体DNA在体外进行重组，然后将重组子引入到受体细胞中进行复制和表达，从而改造生物特性，生产出符合人类需要的产品或创造生物新性状的一种技术。利用基因工程技术将一些植物、动物或微生物的基因植入另一种植物、动物或微生物中，接受的一方由此获得了在自然条件下所没有的品质，按植入的基因类型可将食品可分为植物性转基因食品、动物性转基因食品和基因工程菌[1]。1.1优化食品生物资源及食品品质基因工程应用于植物食品原料的生产上，可进行品种改良、新品种开发与原料增产，如选育抗病植物、耐除草剂植物

4、、抗虫性或抗病毒植物、耐盐或耐旱植物等，使食品原料的供应更加多样。同时，在改善食品品质方面，可以利用转基因工程以及反义RNA技术，使转基因番茄具有抑制聚半乳糖醛酸酶活性，番茄的成熟即可被控制，能延长番茄的储存期；或者改良玉米、稻米等作物氨基酸组成及含量，提高谷类作物的营养价值。在畜产品的生产上，利用基因工程技术可大量生产牛生长激素，并应用于乳牛，以增加牛乳的产量、饲料利用率，并加速肉牛的生长速度。猪生长激素也被应用于控制生猪总重与瘦肉的比率，减少肥肉以迎合消费者的需求[2]。1.2改良食品工业菌

5、种食品工业如酒类、酱油、食醋、发酵乳制品等的发展，关键在于是否有优良的微生物菌种，将基因工程应用于微生物育种，从事发酵菌种的改良研究，已经成为改良食品工业菌种的一个重要途径。例如，在啤酒酵母的改良中，将α-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β-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他菌类活性的嗜杀啤酒酵母已成为纯种发酵的重要措施[3]。再如，乳杆菌中超氧化物歧化酶(SOD)活性越高越有利于该菌在

6、有氧条件下的存活[4]，诸多研究也证实了SOD具有抗肿瘤、抗衰老、对抗细胞凋亡等生物活性与功能[5,6]，克隆大肠杆菌锰超氧化物歧化酶基因(SODA)并在保加利亚乳杆菌中成功表达,使SOD与益生菌相结合制备发酵乳,将出现功能更强大的保健食品[7]。此外，基因工程技术还可以与食品卫生分析检测结合。例如，采用基因探针技术检测有害微生物具有特异性强、灵敏度高和操作简便、省时等优点，通过考查待测样品与标记性DNA探针能否形成杂交分子，即可判断样品中是否含有此种微生物，并且还可以通过测定放射性强度以考查样

7、品中微生物数量[8]。2蛋白质工程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。蛋白质工程可以按照人类的需求创造出原来不曾有过、具有不同功能的蛋白质及其新产品，或生产具有特定氨基酸顺序、高级结构、理化性质和生理功能的新型蛋白质，可以定向改造酶的性能，生产新型功能性食品。2.1改善凝乳酶性质在干酪加工中，凝乳酶作为重要的凝结剂而被广泛应用。在动物凝乳酶供应紧缺的情况下，市场

8、上开发出了多种微生物凝乳酶。但由于其它酶类在特异性、凝结活性、蛋白分解活性、最适pH值、热稳定性等性质上与天然凝乳酶有一定的差异，因此在食品加工中易引起产量降低和成熟中出现不良风味的缺点。通过凝乳酶蛋白质工程技术的研究，目前已经在解释酶的某些结构与功能性质、基团与功能性质、酶的翻译和激活等方面取得了一定进展，在改变酶的某些性质方面取得了一定效果。这项工程可以潜在地增强和优化凝乳酶的各项酶学性质，为凝乳酶资源的开发和在食品加工中的合理利用带来了光明的前景[9]。2.2研究和优化纤维素酶的性质纤维素