基因工程技術(shù)在食品品質(zhì)改良中的應(yīng)用

上個(gè)世紀(jì)70年代之后，基因工程相關(guān)的技術(shù)在全球方興未艾，其中，利用基因工程技術(shù)去改良食品的品質(zhì)逐步成了主要的發(fā)展和研究課題之一。文章主要探討基因工程技術(shù)在食品品質(zhì)改善中的運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】基因工程技術(shù)；食品；品質(zhì)改善

隨著人們生活水平的不斷提升，全社會(huì)對(duì)食品品質(zhì)的要求也相應(yīng)的越來越高。上個(gè)世紀(jì)70年代之后，基因工程相關(guān)的技術(shù)在全球方興未艾，為改善全球的農(nóng)業(yè)以及糧食問題做出了很大的貢獻(xiàn)，并且已經(jīng)在食品品質(zhì)的改善中得到廣泛的運(yùn)用。文章主要探討基因工程技術(shù)在食品品質(zhì)改善中的運(yùn)用，希望能為相關(guān)的研究者提供有益的參考。

1 對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行改良

1.1 蛋白質(zhì)改良

對(duì)食物的蛋白質(zhì)進(jìn)行改良的目標(biāo)一般有二，即增大必需氨基酸的含量以及改良食物蛋白質(zhì)的性能。蛋白質(zhì)是人類所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，雖然有不少食物含有豐富的蛋白質(zhì)，然而高品質(zhì)的蛋白質(zhì)非常的少。植物蛋白與動(dòng)物蛋白也分別有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，若是其含量較低或者比例不合適，就會(huì)致使蛋白營(yíng)養(yǎng)不良。利用基因工程技術(shù)，生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分配較為合理的食品，使人類通過吃很少的食物，就能夠滿足人體對(duì)蛋白質(zhì)的需要。研究者還從巴西果內(nèi)分離出一個(gè)基因，其能夠表達(dá)出高品質(zhì)的甲硫氨酸，此基因已經(jīng)在大豆以及油菜內(nèi)得到表達(dá)。另外，國(guó)內(nèi)學(xué)者將從玉米內(nèi)克隆的玉米醇溶蛋白基因?qū)нM(jìn)土豆里，使得轉(zhuǎn)基因土豆內(nèi)的必需氨基酸增加了10%之多。

1.2 糖類改良

對(duì)糖類尤其是淀粉進(jìn)行改進(jìn)的時(shí)候，一定要運(yùn)用對(duì)酶的調(diào)控去調(diào)節(jié)含量。高等植物內(nèi)，有關(guān)淀粉合成的酶類常見的有淀粉合成酶、葡萄糖焦磷酸酶以及分枝酶等種類。利用反義基因而控制土豆內(nèi)的淀粉分枝酶的表達(dá)，能夠得到全部只含直鏈淀粉的轉(zhuǎn)基因土豆。如今，借助基因工程技術(shù)去改善土豆品質(zhì)的研究已經(jīng)獲得了很大的突破。舉個(gè)例子，英國(guó)的Monsanto公司成功研發(fā)了淀粉含量高于普通土豆20%至30%的轉(zhuǎn)基因土豆，經(jīng)過油炸以后，更有土豆的風(fēng)味、很好的構(gòu)質(zhì)、非常低的吸油量以及很少的油味。研究者把土壤大腸桿菌的基因植入至土豆中，能夠有效的增大土豆的淀粉含量。該基因確定能夠表達(dá)出葡萄糖焦磷酸化酶，該酶能夠使土豆淀粉的含量增大大約20%。淀粉含量在增大之后，不僅能夠增大土豆的淀粉產(chǎn)量，還能夠有效改善薯?xiàng)l的品質(zhì)。曾經(jīng)有篇報(bào)道提到，普通土豆制成薯?xiàng)l以后的含油量有36%，而轉(zhuǎn)基因土豆在制成薯?xiàng)l以后的含油量可降低到30%。

1.3 對(duì)油脂進(jìn)行改良

當(dāng)前，為了改良油脂品質(zhì)，可以采用這兩種方式，一是生成較為常見的脂肪酸，二是提高其主要的脂肪含量，這樣就能夠利用增加或者減少油脂生物來生成一些關(guān)鍵酶，這樣就能夠制造較為上乘的植物油，脂肪酸含量少或者質(zhì)量?jī)?yōu)良。舉例說明，澳大利亞的DuPont公司利用反義或是共同抑制進(jìn)行油酸酯脫氫酶，最終開發(fā)出了油酸含量很高的大豆油。借助導(dǎo)進(jìn)硬脂酸-ACP脫氫酶形成反義基因，能夠使基因作物里的飽和脂肪酸含量大幅減小，從而使得不飽和脂肪酸的含量提高。該新型油脂含有80%還要多的油酸，常見的普通大豆中油僅有不到25%的油酸含量，經(jīng)過改良以后的新型油具有很好的氧化穩(wěn)定性，非常適于用來煎炸以及烹調(diào)。這種脂肪酸有短鏈、中鏈以及超長(zhǎng)鏈脂肪酸或是有雙鍵或是含羥基、環(huán)氧基的脂肪酸。含有此類脂肪酸的油常常為工業(yè)用油，此類油如果用化學(xué)方法生產(chǎn)，則其成本會(huì)非常的高，而運(yùn)用基因工程的技術(shù)把有關(guān)生物合成酶的基因?qū)胫劣土戏N子內(nèi)，就能使這種非常見的脂肪酸在種子內(nèi)積累，能夠明顯的減小制造此種特殊脂肪酸的成本還可以提升油料作物的價(jià)值。

2 對(duì)發(fā)酵食品的風(fēng)味進(jìn)行改善

對(duì)于發(fā)酵食品的風(fēng)味來說，其微生物的菌種直接影響著其風(fēng)味，而風(fēng)味的好壞直接影響著其發(fā)酵行業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。因此，需要改造優(yōu)化微生物的性狀，這樣才能優(yōu)化菌種，但是傳統(tǒng)的優(yōu)化方式很難滿足定向改造的目的，為了尋求方便快捷的方法，RNA干擾、DNA重組和基因敲除等技術(shù)來改良工程菌種，這種方法非常有效。這個(gè)技術(shù)在很多工業(yè)化生產(chǎn)中都非常成功，例如：啤酒、奶酪和醬油等產(chǎn)業(yè)。啤酒的制作主要是受雙乙酰的影響，雙乙酰的含量直接影響啤酒口味的好壞，所以，可以利用一些措施來有效把控啤酒中的雙乙酰，主要是可以采用α-乙酰乳酸脫羧酶，這樣就可以有效降低啤酒中的雙乙酰的量，這樣就能夠改善啤酒的口味。醬油口味的好壞關(guān)鍵在于在釀造醬油過程中產(chǎn)生氨基酸的量有多少，在整個(gè)過程中，堿性蛋白酶和羧肽酶基因克隆成功，能夠有效提高堿性蛋白酶和羧肽酶的活力，這樣就可以有效提高釀造醬油的氨基酸的量。另外，可以采用反義RNA技術(shù)來阻止一部分工程菌株，使得在生產(chǎn)醬油的過程中阻止不良反應(yīng)的發(fā)生，這樣就能夠釀造出較為特殊口味的醬油，口味較淡，顏色較淺。

3 結(jié)語

綜上，隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，生物技術(shù)也得以迅猛發(fā)展，目前是生物技術(shù)的時(shí)代，雖然在國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)基因食物是否安全的說法各異，但生物技術(shù)所帶來的益處顯而易見。所以，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基因技術(shù)也會(huì)隨著快速發(fā)展，轉(zhuǎn)基因食品的安全也將得以保證。生物技術(shù)中的基因工程在食品中的應(yīng)用將越來越廣泛，人們的利用率就越高，吃到的食品將越來越多樣化和安全化，營(yíng)養(yǎng)更健康。在日后食品行業(yè)的發(fā)展中，基因工程技術(shù)將更為廣闊，更有前景。

（指導(dǎo)老師：吳菲菲）

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作者簡(jiǎn)介

夏思雨（1994-），女，漢族，黑龍江省人。現(xiàn)為邵陽學(xué)院2013級(jí)生化系食品質(zhì)量與安全專業(yè)在讀大學(xué)本科學(xué)生。

作者單位

邵陽學(xué)院 湖南省邵陽市 422000