生物技術在肉類生產加工中的應用探析

□ 孟慶君 河南雙匯投資發展股份有限公司技術中心

生物技術是肉類生產加工中不可或缺的組成部分，但在實踐過程中，生物技術的應用仍面臨著多方面的阻礙，基于此，有必要對其展開深層次的探索，最終有效推動生物技術的可持續化以及商品化應用。

1 研究背景

近年來，我國現代化科技水平逐漸提升，生物技術得到了大幅發展，其主要涉及到酶工程、細胞工程、發酵工程、蛋白質工程以及基因工程等，在當前農業以及食品領域中得到了較為廣泛的應用，尤其是在肉類生產加工領域中。而單從肉類生產加工領域著手，生物技術的應用主要涉及到基因工程應用、特定質構改善劑的制造以發酵工程應用等方面的內容。在上述領域中，生物技術實際應用的質量和成效存在較為明顯的差異性，與此同時在全世界范圍內業界專家對該技術都有著極高的關注度。從目前來看，我國的的生物技術在肉類生產加工中的應用方面相較于部分歐美發達國家來說仍存在一定差距。

2 生物技術在肉類生產加工中的應用

2.1 基因工程的應用

基因工程是生物技術的重要組成部分，主要是指將外源的核酸分子目的基因導入到原本不存在該類基因的宿主生物體內，并確保其能夠得到持續穩定的繁殖，進而出現新的形狀?；蚬こ痰幕境绦虬ǎ韩@取需要的目的基因→將選好的載體同目的基因相連→在宿主細胞中實現對于重組載體的轉入，選擇重組分子→表達成蛋白質，在適當的條件下得到高表達的產品[1]。

動物細胞大量培養技術已經逐漸形成規模，在無血清細胞體系方面已經有所成果，其中涉及到淋巴細胞、神經系統細胞、成纖維細胞、表皮細胞以及內分泌細胞等。帶血清的各種因子涉及到必須補充因子以及特殊因子，其中必須補充因子包括無血清培養基生長過程中所必需的轉鐵蛋白以及胰島素，而特殊因子則會在不同細胞體系的基礎上補充不同的元素，進而得到所需要的功能因子。

基因工程同工程技術的方法相類似，主要指的是在設計方案的基礎上，在體外對不同生物或者是人工合成的DNA展開重新組合以及改造，接下來再導入真核細胞或者是微生物展開無性繁殖，進而在體內讓基因得到表達，這樣能在原有的基礎上對生物遺傳特性進行改變，或創造出新的生物[2]。按照這一思路，在進行肉類加工生產的過程中便能通過上述手段，獲得更多人們所需要的生化肉制品。

2.2 質構改善劑——谷氨酰胺轉氨酶

從本質上來看，谷氨酰胺轉氨酶屬于一種催化轉酰胺基反應的酶，由331個氨基所組成的，分子量是38 000。谷氨酰胺轉氨酶主要是對蛋白質分子中的谷氨酸γ—酰胺基以及賴氨酸ε—氨基之間所產生的縮合反應進行催化，進而形成多肽鏈或者是分子內的共價交聯，讓蛋白質出現改性，極大提升蛋白質本身的持水性和可塑性。谷氨酰胺轉氨酶經常會作為保水劑和質構改善劑應用在肉類產品的生產加工過程中。在微生物細胞以及動物細胞中廣泛存在著谷氨酰胺轉氨酶，而其在工業生產的過程中將會采用鏈霉菌發酵的方式獲得，其本身在應用的過程中有著多方面優勢，包括不存在對于Ca2+的依賴性、pH范圍廣以及熱穩定性強等[3]。

實踐研究表明，野生型鏈霉菌發酵生產谷氨酰胺轉氨酶在效率方面存在嚴重不足，但若采用基因重組的方式，在大腸桿菌或其他載體菌中對谷氨酰胺轉氨酶的基因進行表達便會有較高的生產效率。目前，在我國所開展的肉類生產加工中，谷氨酰胺轉氨酶在應用的過程中存在一定的局限性，主要涉及到以下兩方面內容。①當前國內在技術手段方面相對較為落后，所生產的谷氨酰胺轉氨酶活性欠缺，與此同時所應用的野生菌株生產效率很差，這種現象使得生產成本得到了大幅增多，降低了其市場競爭力。②從國外進口谷氨酰胺轉氨酶成本極高，導致其應用實效性不強，即便是當前我國部分科研單位能夠利用基因工程技術改造野生菌株，進而實現其產量的增加，但相比較西方發達國家來說仍有著一定的差距。

綜合考慮各方面影響因素，在肉類生產工加工領域中，谷氨酰胺轉氨酶生產和應用將會呈現出以下幾種發展趨勢。①構建新型基因工程菌株，新型的基因工程菌株能同時表達出谷氨酰胺轉氨酶前體、激活蛋白酶及其抑制劑，最大限度提升合成后谷氨酰胺轉氨酶的活性，為有效達到這一效果，務必要優化開展對菌株的選擇工作。②優化選擇發酵液中谷氨酰胺轉氨酶激活酶抑制劑，并合理控制其具體的添加量?；蛑亟M所表達的谷氨酰胺轉氨酶激活酶抑制劑無法表現出預期作用，絕大多數應適當增加外源性表面活性劑，以此保障谷氨酰胺轉氨酶的活性。③拓寬谷氨酰胺轉氨酶在肉制品生產加工領域的應用范圍。相關調查表明，在肉類中增加0.01 U/g左右的谷氨酰胺轉氨酶能有效提升肉類的感官特性，基于此，可通過加強對谷氨酰胺轉氨酶的應用實現對碎肉以及糜類肉制品質構的優化重組，進而實現產品附加值的有效提升。

2.3 發酵工程的應用

發酵工程是生物技術的重要組成部分，其主要是指采用現代化的工程技術手段，利用微生物本身自帶的特定功能，生產出相應的產品或將其應用于工業生產中的一種技術，現如今發酵工程在肉類產品加工以及生產中的應用主要涉及到發酵香腸以及生火腿兩種類型。我國在發酵肉制品領域有著較長的發展歷史，并且出現了諸多具有代表性的發酵型肉制品，包括宣威火腿、中式香腸以及金華火腿等，其憑借著特有的風味廣受國內外消費者的喜愛。在進行發酵肉制品的過程中往往涉及到較為復雜的理化以及微生物進程，這也是其特殊風味的來源，在發酵劑的選擇上通常需要考慮產品本身以及菌種的特異性。

最初采用微球菌作為肉品發酵劑，直到1966年，一種由植物乳桿菌和微球菌所組成的混合發酵劑開始應用于香腸的發酵。此后發現，乳酸菌、球菌、酵母菌以及霉菌等都能應用在發酵肉制品的生產和加工過程中。其中乳酸菌包括乳酸片球菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌以及彎曲乳桿菌等，該類微生物在發酵過程中產酸，會在一定程度上降低發酵肉制品的pH，對產品的質構進行改善，產生抗菌物質[4]。而球菌大多數能分解蛋白質和脂肪，以達到改善風味和促進發色的效果，包括變異微球菌、木糖葡萄球菌以及肉葡萄球菌等等。

肉品發酵劑的應用在未來呈現出如下的發展趨勢：①發酵劑菌種的選育和馴化應立足于自然界，對新的微生物進行深層次的挖掘與篩選，挖掘出特定的功能基因，例如產細菌素基因以及產酸基因等，進而再應用相應的基因工程技術在原有的基礎上對功能基因展開充足、富集和表達形成新的菌株，在馴化過程中實現單位數量細菌功能特性的提升，以便減少肉類制品在生產和加工過程中所使用的發酵劑的數量和成本投入。②采用發酵劑高密度培養技術，高密度培養是實現發酵劑商品化并保障產品實際效能發揮的重要組成部分，其主要是受到微生物擴繁的環境以及微生物本身的影響。最終是發酵劑制備技術的應用，在完成高密度培養之后，應采用相應的工藝和媒介制備出能長時間保存并具有良好活力微生物制劑產品[5]。

3 結語

綜上所述，生物技術的靈活應用能有效突破傳統肉類產業發展所受到的各種環境條件限制，對于我國肉類行業的持續平穩發展有著積極的促進作用。因此，要深入研究生物技術的創新應用，在實踐過程中不斷積累經驗，強化開展的各種資源和產品的挖掘與開發，為我國肉類產業的發展創造良好的環境條件。