陈宇    2014年6月8日

（武汉职业技术学院 生物工程学院，武汉 430070）

[摘要]食品生物技术包括在食品加工制造上的所有生物技术，涉及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程以及生物工程下游技术和现代分子检测技术。他涵盖了分子生物技术学、细胞生物学、免疫学、生理学、遗传学、生物化学、微生物学、生物物理学等生物类学科，同时涉及信息学、电子学和化学等学科，是一门多学科相互渗透的综合性技术。

[关键词]食品生物技术 基因工程 转基因食物 食品工业 应用安全 未来展望。

引言

食品生物技术在食品工业中的应用首先是基因工程的应用，即以DNA重组技术或克隆技术为手段，实现动植物、微生物等的基因转移或DNA重组，以改良食品原料或食品微生物。基因工程技术在20世纪90年代开始在食品工业中应用，其标志是第一例重组DNA基因工程菌生产的凝乳酶在奶酪工业的应用。微生物源基因工程食品是最早的转基因食品，在1988年瑞士当局通过了重组DNA基因工程菌生产凝乳酶的安全性评价，允许在奶酪工业中使用。目前，转基因微生物主要生产用于食品加工的酶和食品添加剂。

1食品生物技术的发展简史

传统食品生物技术的技术特征是酿造技术，近代食品生物技术的技术特征是微生物发酵技术，二而现代食品生物技术的技术特征是以重组DNA技术为核心的综合技术体系。

2  食品生物技术的发展现状。

2.1 改良食品原料和食品微生物，提高食品的营养价值和加工性能

      目前最常用的基因工程技术构建的“基因工程菌”，可以改良食品微生物的性能。如：

1）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；

2）把糖化酶基因引入酿酒酵母，构建能直接利用淀粉的酵母工程菌用于酒精工业，能省去传统酒精工业生产中的液化和糖化步骤，实现淀粉质原料的直接发酵，达到简化工艺、节约能源和降低成本的成效；

3）筛选出分解β-葡萄糖和糊精的啤酒酵母，能够明显提高麦芽汁发酵度并改善啤酒质量；

4）利用基因改造过的酵母酿制的啤酒，课增加啤酒中的含S量，从而使溶解于啤酒中的氧及引起啤酒变质的其他物质的含量减少，可延长啤酒保鲜期。

2.2生产各种新型食品和食品添加剂

通过转基因技术生产保健食品及其有效因子，如低胆固醇猪肉、特种微量元素蛋、高胡萝卜素稻米等。

1）利用细胞工程技术生产各种功能食品及其主要功能成分，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-苏氨酸等。

2）利用发酵工程技术生产食品添加剂。目前国内外重点研究开发的食品添加剂有甜味剂的木糖醇、甘露糖醇、阿拉伯糖醇等；酸味剂中的L-苹果酸、L-琥珀酸等；等其他的各种食品添加剂。

2.3可直接应用于食品生产过程的物质转化

1）利用发酵技术、酶技术对农产品进行加工，可生产各种发酵食品如澄清的果汁、酒类、酱油、醋、乳酸、酸奶。

2）利用基因工程和酶工程，构建“生物工程菌”来生产酶制剂。如凝乳酶、α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶等。

3）利用外源激素提高乳的产量，增强乳的免疫功能，改善乳的组成成分。

4）利用现代生物技术进行玉米的综合利用，为新型糖源、变性淀粉、玉米油、发酵酒精、环状糊精等产品的开发提供充足的原料。

2.4工业化生产功能性食品及其成分

2.4.1生物技术在食品营养成分上的研究

1）利用发酵工程生产功能性食品及其盛饭，如低聚糖、糖醇、单细胞蛋白、有益菌等。

2）利用酶工程生产富含多种氨基酸和微量元素的功能性食品，如以动植物、微生物蛋白为原料，利用酶技术将蛋白质分解成多肽和氨基酸，可作为功能性食品或者营养强化食品原料。

3）利用乳糖酶水解乳糖，加工出低乳糖食品作为乳糖缺乏者的保健食品。

4）利用现代生物技术从玉米黄浆水中提取玉米黄色素，可用于人造黄油、人造奶油、糖果、冰激凌等食品中，取代人工合成色素；从玉米皮制取膳食纤维。

2.4.2生物技术在是食品相关领域如食品包装中也得到广泛的应用

现代生物技术在食品包装上的应用主要是营造一种有利于食品保质环境。

1）葡萄糖氧化酶能消除氧气，延长食品的保鲜期，从而保持食品的色、香、味。

2）溶菌酶能抑制有害微生物的生长，而利于有益微生物，使后者得以迅速繁殖，被广泛的应用于酒精、乳制品等；

3）利用制造有特殊功能的包装材料，如包装纸、包装膜中附上生物酶，使之具有抗氧化、杀菌等功能。

2.4.3生物技术在食品的质量检测、处理食品工业废水等上的应用

1）利用固定化酶技术制备酶电极、酶试纸，可快速简便的检测食品中的化学成分。

2）利用DNA是、指纹技术可以鉴定食品原料和终端产品是否掺假，检测谷物、坚果、牛奶中是否含有微量毒素；

3）利用PCR技术可快速检测是否为转基因食品；

4）利用生物转化、厌氧发酵等方法处理食品工业废水，使生物需要量、化学耗氧量降至排放标准。

3 未来食品生物技术的展望

作为一项极富潜力和发展空间的新兴技术，食品生物技术有以下发展趋势：

3.1不断开发食品添加剂新品种

目前，国际上对食品添加剂的品质要求是：使食品更加天然、新鲜；追求食品的低脂肪、低胆固醇、低热量；增强食品贮藏过程中品质的稳定性；不用或少用化学合成的天加剂。因此，今后要从两方面加大开发的力度，一是用生物法代替化学合成的食品添加剂；二是要大力开发工能性食品添加剂。

3.2完善发展微生物保健食品

微生物食品有着巨大的发展潜力，微生物生产食品有着独有的特点：

1）繁殖快，在一定的设备条件下可以大规模生产；

2）要求的营养物质简单；

3）投入与产出比高出其他经济作物，易于实现产业化；

4）可采用固体培养，也可实行液体培养，还可混菌培养；

5）得到的菌体既可研制程产品，还可提取有效成分，用途极其广泛。

重点研究和建立新型益生菌定向筛选模型等是发展微生物的巨大潜力。

3.3转基因食品

转基因生物技术为食品行业的发展注入了心得动力，直接加快了对粮食产量的提高和食品营养的改善，解决了发展何总国家人民的饥饿以及营养不良的问题。

3.4食品发酵工业

研究食品发酵菌株性状整合技术、有害基因敲除技术、目标基因定向改良技术等，对传统发酵食品、功能食品配料与添加剂以及食品酶制剂等重要工业生产菌株进行基因工程构建。

3.5食品保鲜领域

生物技术在食品保鲜领域的应用主要表现在两个方面。一方面是在食品生物保鲜剂的开发和耐贮性农产品的新品种选育。另一方面，通过研究细胞凋亡与农产品保鲜关系，以从植物中分离表达死亡因子或其激活蛋白的基因dad-1、ACD2等。

3.6食用纳米材料

该领域主要是以提高营养的稳定性和靶向输送为目标，研究分子自组装技术，纳米脂质体、纳米微乳等纳米营养物载体的制备与技术，纳米营养物载入技术和表面改性技术等，发展新型可食用的纳米材料。

2总结

现代生物技术在食品工业中的应用越来越广泛，它不仅用来制造某些特殊风味的食品；还用于改进食品加工工艺和提供新的食品资源。食品生物技术已成为食品工业的支柱，是未来发展最快的食品工业技术之一，具有广阔的发展前景和美好的未来。

现代食品生物技术为人类解决食品短缺和环境的农药带来了希望，同时用这些技术生产的食品是否存在安全性方面的问题，也是一直受到人们的广泛关注，特别是用转基因技术生产的食品，热部门从得到第一例重组DNA细菌开始，人们就意识到如果不对生物技术进行管理，生物技术带给人类的将不仅是利益，而且还会有灾难，为此，各国分别制定了对生物技术管理的法规，国际组织也纷纷加入到这个行列来。所以说，我们应该正确的认识生物技术的利与弊，使生物技术很好的为人类服务。

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