現代生物技術在食品工程中的應用

□ 王擁政 劉靜雯 北大荒農墾集團有限公司

按照技術研究與應用形式的不同，可將現代生物科學分為細胞工程、生物酶工程、蛋白質工程及基因工程等幾種類型。現代生物科學在食品生產各個環節的應用形式不同，為保障食品安全，在技術應用的過程中，相關企業與科研單位應在全面、深入認識各項生物技術特征的基礎上，及時掌握前沿技術研究成果，為食品產業的創新化、多元化發展提供技術方面的支持。

1 現代生物技術在食品工程中的應用

1.1 生物酶工程

在食品生產與加工過程中，運用生物酶可有效提升食品的轉化速率，增強生產效率，如在果汁、速溶茶等飲品的生產中應用生物酶，可提升產品的生產率。生物酶技術可應用于產品外包裝、添加劑生產領域，應大力推廣。以生物酶在調味產品生產中的應用為例，通過合理添加啤酒復合酶，可有效改善食品的營養結構、提升食品口感和促進腸胃消化等，對提高食品生產品質有著重要作用。

1.2 基因工程

生物基因技術在食品領域的研究應用不斷深化，在提升食品生產質效、降低生產成本和延長食品保存周期方面有顯著成效。生物基因技術應用優勢具體表現為3個方面：①控制食品生產與加工的成本。利用基因技術可不斷創新現有的食品生產模式，降低食品產業生產原料、能源的損耗，同時，促進食品生產種類的多元化開發；②全面提升食品生產與加工的質效。如在農作物種植環節，部分生物酶會對作物生長產生抑制影響，通過基因工程改造可科學控制酶的含量，為作物的健康成長提供保障。在養殖產業中，利用基因改造技術可對家豬不同階段的體重進行控制，對于貫徹落實科學養殖目標具有重要意義；③基因工程可使食品進行有效的發酵反應，提升發酵成效。食品受菌種類型的影響，產生的發酵反應和需要的發酵周期存在差異。如醬油、酸奶在發酵的過程中需不同的生物菌種，為有效提升發酵效果，運用基因技術對食品中酶的比例進行控制，可提升產品的抗氧化性能，從而延長食品的保存周期，增加食品風味[1]。

1.3 蛋白質工程

蛋白質工程能改變生物原本的性狀，或基于原有蛋白質基礎性質生產具有新功能的新型蛋白質產品，改善凝乳酶、纖維素酶等的使用性質，為創新食品生產技術、推廣蛋白質酶的使用和改善食品生產質量等提供技術支持。

1.3.1 改善凝乳酶使用情況

凝乳酶作為凝結劑可有效提升干酪加工的品質，在蛋白質工程研究領域的應用范圍較為廣泛。從實踐應用形式來看，由于其他酶與動物凝乳酶相比特異性低、凝結效果不佳、蛋白分解程度小，在使用非天然凝乳酶進行干酪加工時，會導致口感不佳、產量下降等問題，因此，在實際應用過程中受到技術限制。近幾年，蛋白質生物技術在食品領域應用研究的逐步創新，在凝乳酶結構改善與酶的激活方面獲得了一定的實踐成果，可有效調整凝乳酶的性質，在凝乳酶適用推廣方面有著積極意義[2]。

1.3.2 改善纖維素酶使用情況

在食品工程蛋白質酶應用研究中，纖維素酶可通過水解將纖維素轉換為單糖，然后經發酵轉變成乙醇，能針對性控制食品生產污染問題、促進再生能源利用。纖維素酶屬于蛋白質酶，利用蛋白質工程原理、技術對酶的應用情況與功能特性進行研究，能為技術的推廣提供可靠的理論支持。現階段，蛋白質酶的具體應用方向包括3種，即對潛在活性中心氨基酸殘基進行基因定點突變、體外分子定向進化和動力學分析定點突變酶[3]。

1.4 細胞工程

細胞工程是指在食品生產中，根據不同食品中生物細胞的遺傳與生產性能，對細胞進行改造的技術應用?，F階段，食品細胞工程的主要技術形式包括細胞培養、移植及融合等[4]。

2 食品產業生物技術的具體應用方向

2.1 食品加工

從食品加工產業的發展形勢看，農產品加工具有規模小、布局分散、粗放式加工為主等方面的特征。通過應用生物技術，能改良糧油產品原料，使加工后的產品具備更高的營養價值，同時改造傳統的工藝技術，在控制生產環節原料成本的基礎上，利用創新技術優化資源配置結構，實現糧油食品的深加工，從而促進食品生產綜合效益價值的提升，為食品市場提供更多元化、安全性的產品。如在水稻種植基因改造工程中，將在玉米醇溶蛋白基因、馬鈴薯花粉賴氨酸蛋白基因等融入到水稻基因編碼中，增加水稻個體中賴氨酸、蘇氨酸等物質的含量，從而提升農作物的營養價值，實現品

種優化的目標，從原材料基因改造的層面提升食品生產效益。

2.2 育種種植

原材料種植產業中，生物技術在育種工程中應用較為廣泛，主要可分為細胞工程改進與優化生物體性狀2個方面。其中，基因改良是指通過對生物體原有基因工程的改良，提升作物的產量、品質。如通過優化作物的抗病、抗蟲基因，從科學育種的角度出發，篩選良種進行改造，增強作物對常見病蟲害的抵抗能力，從而提升作物種植產量。此外，還可運用生物技術促進微生物快速繁殖，在糧食表面生成天然保護膜，保證糧食的存儲效果。

2.3 安全檢測

食品檢測是確保食品安全的關鍵技術，食品產業的蓬勃發展，在促進食品種類不斷創新的同時，也使食品市場的經營管理風險更復雜。因此，食品檢測行業應積極引進現代技術，基于食品生產、加工和銷售等環節技術檢測要求的不同，逐步深化生物技術的應用，深度排查安全隱患問題，為食品產業的良性、健康、綠色發展提供助力。當前，生物技術在不同種類食品質量檢測領域的技術研究成果包括基因探針法、生物芯片等，可通過DNA序列、生物組分等基因信息的分析，進行食品質量與安全檢測。

3 結語

生物技術在食品生產、加工與安全檢測等領域的多元化、深層次應用，可有效提升食品原料的生產效益，實現改善生物基因、增強食品風味與口感、促進食品深加工發展和保障食品安全等方面的作用。在技術實際應用過程中，相關企業與研究單位應結合基因技術、蛋白質技術、生物酶技術與細胞技術等不同工程技術的特點，對技術進行深入開發，與時俱進，不斷創新，促進食品產業的現代化發展。