现代生物技术在食品工程中的应用黄莹

黄莹

济南市国际商务促进中心山东济南250002

摘要：在新时期的环境下，随着科学技术的不断创新和发展，大量的生物技术被应用到食品工程当中，有效地促进了食品工程的发展。本文主要从基因工程技术角度出发，阐述了蛋白质工程技术在食品工程中的应用状况，对酶工程技术的应用进行了分析，最后对细胞工程和发酵工程技术在食品工程中的应用进行了叙述，从而为现代生物技术在食品工程中的应用研究提供参考。

关键词：基因工程；生物技术；细胞工程

1现代生物技术类型

1.1免疫分析技术

免疫分析技术是利用抗原抗体反应检测各种物质的分析方法。抗原抗体反应指抗原和相应抗体之间发生的特异性结合反应。与光谱色谱等方法相比，免疫分析快速简便、特异灵敏、成本低廉，在国内外农产品质量安全领域的检测研究越来越多。利用抗原抗体反应的实验，可以将免疫分析技术分为：免疫凝集试验、免疫沉淀反应及免疫标记技术。免疫标记技术是在已知的抗体或抗原上标记容易显示的物质，通过检测标记物来确定抗原抗体反应情况，间接得出被检抗原或抗体的存在量。免疫标记技术是目前应用较广泛的免疫学检测技术。酶联免疫吸附分析法、胶体金标记免疫分析、荧光免疫分析等免疫标记技术常用于食品检测中。

1.2生物传感器技术

生物传感器是利用生物物质，作为识别元件，通过适当的转化器及信号放大装置，将生化反应转变成可定量的物理、化学信号，从而能够进行化学物质检测和监控的装置。感应器和转换器是生物传感器的两个主要组成部分。感应器是由对被测定的物质（即底物）具有高选择性分子识别功能的膜构成；转换器能把膜上进行的生化反应中消耗或生成的化学物质，或产生的光、热等转变成电信号，最后把所得的电信号经过处理后，在仪器上显示或记录下来。根据输出信号方式不同，生物传感器分为生物亲合型传感器、生物催化型感应器和生物代谢型传感器；根据所用的敏感物质不同，可将生物传感器分为酶传感器、DNA传感器、免疫传感器等；根据信号转换器不同，生物传感器分为电化学生物传感器、测热型生物传感器、光学生物传感器、压电生物传感器等。

1.3生物芯片技术

生物芯片技术就是指通过微加工等技术，根据分子间特异性互相作用的原理，将生化反应过程集成于固体芯片表面，从而实现对细胞、蛋白质及基因等组分的快速、准确的检测。由芯片上固化的生物材料不同，可将生物芯片分为细胞芯片、蛋白质芯片、基因芯片、糖芯片等类型。基因芯片是基于碱基配对原理。如对食品中微生物进行检测，是将常见病原性微生物的特异基因制备成基因芯片，利用碱基配对，通过数据分析确定食品中的病原性微生物含量[1]。基因芯片不仅能够准确地检测出食品中的病原性微生物，如沙门氏菌属、大肠杆菌属、金黄色葡萄球菌属、李斯特菌属等，还可以对转基因食品进行检测。虽然蛋白芯片是在蛋白质组学的研究背景下产生的，但其应用不局限于蛋白质组学，常用于食品中农兽药残留、致病微生物的检测及转基因食品检测等。糖芯片制备的关键技术是如何在芯片基质表面固定糖分子，国内外糖芯片的相关研究较少。

2食品工程中现代生物技术的应用

2.1蛋白质工程技术在食品工程中的应用

蛋白质工程是在分子遗传学、分子生物学、生物化学、基因重组技术等技术上发展而来，该技术的应用有效地促使新产品的产生，同时也创新了蛋白质的功能，有效地改变了酶的性能。首先，改进了凝乳酶的性质，作为主要的凝结剂之一，凝乳酶在干酪生产加工中得到了充分的应用，原有的凝乳酶在热稳定性、单边分解活性以及凝结活性方面的效果都不甚理想，通过对凝乳酶的改良，能够有效地改良凝乳酶的性质，从而扩大凝乳酶资源的应用市场[2]。其次，通过对纤维素酶的应用，能够对农业生产中产生的环境污染问题进行有效的控制，利用蛋白质工程技术对纤维素酶催化机制进行深入研究，能对活性氨基酸残余定点突变问题进行改善。

2.2酶工程技术在食品工程中的应用

酶工程技术是生物技术的重要组成之一，通过充分应用酶工程技术，能够有效地催化食品，促使食品等物质实施进一步的转化，从而满足人们日益增长的需求。例如：在生产速溶茶、蔬菜汁以及果汁时都对酶工程技术进行了充分应用，极大地促进了食品工程的可持续发展。随着酶工程技术的进一步应用，在食品包装、香味剂以及调味剂的生产过程中，酶工程技术也发挥着重要的作用。在实施调味剂的生产过程中，主要会应用到啤酒废酵母，通过添加葡聚糖酶和蛋白酶，再应用相关技术生产出酵母抽提物，从而对食品的食用质量和香味进行改良[3]。同时，该技术能够应用到食品的包装生产当中，从而对一些微生物的繁殖进行抑制，促使其他微生物的繁殖，生产出不会对人体产生危害的防腐剂，降低食品对人体肠胃的刺激，促使奶油、香肠等食品保质期的延长，进一步帮助食品工业的健康可持续发展。

2.3基因工程在食品工程中的应用

通过对基因工程的应用，有效地丰富了食品工程的资源，提升了食品质量，创新了食品的品种，例如抗旱植物和抗除草剂植物，同时也提升了农作物的产量。其次，为了提升食品的质量，有效地应用了反义RNA技术和转基因技术，例如转基因番茄的研发，促使番茄在聚半乳糖醛酸酶活性拥有了抑制作用，能够有效控制番茄的成熟时间，延长番茄的储藏期[4]。在生产畜产品时，通过应用猪生长激素，促使生猪肉肥肉占比的减低，从而有效满足消费者的需求。最后是微生物菌种的应用，例如日常食用的酱油、酸奶等，都应用了微生物菌种，从而提升产品的数量和质量。又如：A-乙酰乳酸脱氢酶在啤酒酵母中的使用，促使啤酒中双乙酰含量的降低，有效改善了啤酒的口味。

2.4细胞工程和发酵工程技术在食品工程中的应用

应用发酵技术能够进一步推进生物技术的发展，将微生物的代谢和生长功能应用到生物工程当中，例如：人们常见的具有特殊风味的功能性饮料。这些饮料因为营养价值高，所以受到了人们的喜爱，以红茶为例，通过发酵工程技术，将鲜茶叶进行榨汁，然后得到红茶饮料，不仅耐热性极高，同时汤色非常明亮，极大地提升了红茶的品质[5]。第二，细胞工程技术有效地应用了细胞培养和细胞杂交技术，从而得到动植物细胞和一些含有遗传性状的新菌种。目前，很多天然的食品添加剂和天然食品都有效地应用了细胞工程技术，同时在酶制剂和天然药物生产方面也发挥着重要作用，在未来的发展过程中具有非常广阔的市场。

结束语：

生物技术的不断创新和发展，为人们的生活和生产带来了巨大的变化，生物技术在食品工业中的应用，对食品的健康生产产生了重要的作用和意义，不仅满足了人们对食品的多样化需求，同时也促进了食品生产性能和附加值的提高。与此同时，生物技术的不断发展和完善，极大地提高了食品工作的效率和质量，因此，相关的从业者需要进一步加强对现代生物技术的探究，有效扩大生物技术在食品工程中的应用范围，从而为人们生产更多健康的食品，有效促进食品生产和生物技术的可持续发展。

参考文献：

[1]屈晓丹.现代生物技术在食品工程中的运用[J].现代食品，2017（18）：101-102.

[2]谢海洋，司玮，陈羚，吴晶.现代食品工程高新技术在乳品工业中的应用分析[J].食品安全导刊，2017（03）：130.

[3]霍玉洁.探究现代生物技术在食品工程中的应用[J].科技展望，2016，26（13）：291.