現代生物技術在食品工程中的應用

張艷霞

隨著現代科學技術體系的不斷完善，食品工業也發生了一定變革，并且和現代生物技術之間的結合日漸密切。現代生物學手段較傳統生物學手段更具科學性以及高效性，不管是對食品工程學發展還是食品工業發展，都有著非常重要的影響。在食品工程中，現代化生物技術有利于新商品的開發，也有利于食品來源的拓展，為食品工程科學研究予以理論層面的支持。

在民生工程中，食品工程極為關鍵，并且近幾年來人們對食品的要求逐漸提高，主要包括食品的安全性、個性化以及多樣化需求等。在食品安全中，現代生物技術能夠使人們的需求獲得極大滿足。生物技術在食品生產中的有效應用，對食品工程發展有著一定的促進作用，有利于完善民生工程。

1.現代生物技術的概述

食品工程在我國發展中極為關鍵。自改革開放以來，食品工程需求也發生了一定改變，并且個性化以及多樣化的特征明顯，同時人口規模的擴大對食品來源的要求逐漸提高。因此，怎樣憑借現代生物技術促進食品工程領域效率的提高越來越成為研究重點。并且，現代生物技術并不是單獨的技術，而是綜合性的概念，需要融合新型技術以及生物技術。

1.1基因工程

在現代生物技術中，基因工程的應用范圍存在廣泛性，并且效果明顯。其中，DNA重組是其核心所在。科學家一般從優質農作物培養等需求出發切割生物體內的優質遺傳基因，在對受體進行確定之后則展開基因轉入，憑借各種手段使這一基因特性進行表達，進而獲取人類需要的產物。基因工程技術能夠使生殖隔離等約束得到有效克服，進而實現定向培養所需特性的生命形態。在農業層面，一般情況下會將抗旱、抗除草劑及抗蟲等優良基因轉入水稻及棉花等需求量大的植物當中，進而培養出生命力較為頑強以及生長優勢顯著的植物。基因工程主要是對生物的原有基因進行改變，使生物體之前的特性發生變化，以確保生物能夠具備某一特性，如抗蟲性、耐寒性等。

1.2蛋白質工程

研究者需要從蛋白質種類需求以及市場需求出發，對蛋白質工程開發方向進行及時確定。例如，當前市場對于凝乳酶存在一定的需求量，并且較為緊張，這主要是由于能夠提取的動物性凝乳酶相對有限。而對于蛋白質工程，其能夠產生微生物凝乳酶，且種類具有多樣性，能夠在一定程度有效彌補不足，促進各項研究的有序開展，進而使市場需求獲得極大滿足。

蛋白質工程技術主要是將生物化學、基因重組技術、分子生物學等作為基礎，通過應用這一技術，輔助人們對新型產品進行研發，并產生新型功能的技術，可對人們的生產及生活產生積極影響。例如，技術人員可以憑借這一技術有效改進凝乳酶的性質。通常情況下，凝乳酶主要是在干酪加工中應用，這一凝結劑有著極為關鍵的作用。在市場中，各微生物凝乳酶和天然凝乳酶之間有著明顯差異，會嚴重影響食品。需要憑借蛋白質技術彌補其中存在的不足，進而實現食品生產目標。食品工程中通常存在生物改造需求，尤其是需要生物適應環境，在提高食品產量的同時，使其質量得到確保。在食品中，蛋白質這一營養物質極為常見，不管是對于日常機體能量維持，還是人體骨骼發育都有著關鍵作用。因此，在食品工程中，蛋白質工程技術的應用極為關鍵，這一技術能夠從食材特性出發改造蛋白質，使蛋白質分子能夠最大程度滿足人們的需求。

1.3細胞工程

細胞工程主要包括細胞融合以及細胞培養等技術，這些技術的應用能夠有效獲得遺傳性狀改良的動植物細胞、多倍體、新菌株等，在當前是研究的重點方向。在食品層面，細胞工程能夠生產出天然的食品添加劑、酶制劑及藥物，不僅可以確保食品安全，還可以降低成本，發展前景廣闊。

1.4生物酶工程

近幾年來，酶工程發展逐漸加快，有著非常重要的作用和價值。食品工程層面能夠在增加食品保持期限的同時，使食品新鮮程度得到提高。例如，酶制劑的應用能夠減少外界環境對食品所帶來的影響，延長食品保質期，并且不會對食品口感產生影響；溶酶菌溶解菌的應用，能夠使腐敗食物保持新鮮狀態，延長保質期限，如乳制品、肉制品、水果及水產品等。“酶”有著作用條件溫和、底物專一、高度催化及無毒性等優勢。酶技術工程能對酶和細胞當中催化性質的物質進行應用，可以在反應之后對人類所需物質進行獲取。

1.5發酵工程

在現代食品工程當中，催化酶催化效率的改變有著重要作用。例如，酒、酸奶、霉豆腐等在日常生活中都是極為常見的美食，在這一類食品的制作中，微生物扮演重要作用，能夠將食品原材料加工成可口食品。發酵工程技術可以在改造微生物周期的同時，將食品制作周期縮到最短。不僅如此，在食品工程當中，遺傳工程技術也是極為常見的，盡管這一技術其應用成本相對較高，但是可以對生物遺傳細胞產生直接作用，在本質上改變生物體本質。

2.現代生物技術的作用

隨著社會經濟以及科學技術的發展，生物技術也取得了極大進展，在各領域取得了一定應用，能夠為人們生產生活提供便利。現代生物技術對農業產生了一定影響。研究者憑借現代生物技術能夠有效研發出抗逆作物，提高農作物品質，也可以憑借現代生物技術培育試管苗，之后在工廠加工生產并對小苗進行培育，能夠將病毒感染風險降到最低。同時，現代生物技術也會對工業產生影響。憑借酶或者微生物當作催化劑展開物質轉換，不僅可以提高人們生活所需物品生產效率，還可以使能源危機得到有效應對。最后，現代生物技術會對食品工程產生影響。該技術的應用，能夠使食品工程來源更具廣泛性，改良傳統食品品種，延長食品保質期，如畜產品生產過程中，健康生長激素能夠使畜的瘦肉及總重量比重得到控制，減少肥肉，進而使消費者的現實需求得到極大滿足。

3.現代生物技術在食品工程中的應用

在食品工程中，現代生物技術有著極為關鍵的作用，能夠在一定程度上使傳統食品工程領域產生改變。當前，現代生物技術在具體環節中有著一定應用，實現了技術的高效利用。但是需要注意，在食品工程中，先進技術的應用依舊面臨嚴峻的形勢，需要對此加以關注，并對技術優勢進行充分利用。因此，相關部門需要強化對現代生物技術發展現狀的了解和掌握，進而使現代生物技術的價值和作用得到充分體現。此外，在對該技術的應用中，還需要注重研究工作，并對技術應用方法進行探索。

3.1基因工程

最近幾年來，基因工程研究領域日漸廣泛，尤其是分子生物學層面的研究相對較多，和食品質檢的相結合較為密切。在基因工程中，轉基因食品是非常重要的研究方向，不但能夠研制開發植物的轉基因，還可以有效研究基因工程菌以及動物性食品，且在食品工程當中，以轉基因為代表的的基因工程得到了一定應用。例如，對于乳腺生物反應器，這一技術主要來自于我國科研項目子課題，憑借這一技術研制出的抗凝血酶Ⅲ蛋白使我國能應用乳腺生物反應器生產抗凝血酶Ⅲ蛋白純品。這一技術能為畜牧業生產提供服務，并且不會對環境造成嚴重污染，同時這一產品能夠降低對血液的依賴性，盡可能地減少對血液的需求，使生物體對病毒的抵抗以及防御能力得到強化。對比傳統方法，有著成本低等優勢。在應用過程中，其對于現代食品技術的更新有著非常重要的作用。一些食品在經過基因工程改造后，并不具備原有性狀，因此其產量逐漸呈現出增加趨勢，并且還有著傳統生產方式不可比擬的優勢特征。在應用層面，可利用現代化生物工程技術資源，提高食品質量，使食品工程來源更具廣泛性特征。部分傳統食品在經基因工程改良后，逐漸發展為一種新型品種，如抗旱植物、抗除草劑植物等，并且還可以增加作物產量。同時，基因工程技術也可以在產品保鮮中進行應用，如在番茄的發育中，聚半乳糖醛酸酶為主要影響因子，若可以憑借轉基因技術對其活性進行控制，不僅能夠對番茄成熟進行移植，還可以加快番茄成熟速度。除農業層面外，畜牧業也可使用這一技術對豬肉質量進行控制，進而更好地滿足市場需求。

在食品工程中，菌種引用關系會對食品發酵度產生直接影響，如醬油、酸奶的生產中需要合理應用微生物菌種，需要提高對微生物菌種選擇的重視程度，若選擇失活菌種，后期發酵也會隨之受到影響，并不能使后續市場產品的要求獲得極大滿足，因此開發食品工程菌就顯得極為關鍵。例如，生產期間，若發酵菌的SOD酶含量相對較高，其在接觸氧氣之后存活時間則會延長。并且相關研究顯示，SOD酶的抗氧化效果明顯，若在乳酸桿菌中對這種酶進行應用，則會在一定程度上延長發酵產品的保質期。

3.2蛋白質工程

對于提高食品品質，研究食品蛋白質也是極為關鍵的。這主要是因為食品中的蛋白質含量會對食品品質產生影響。近幾年來，我國對于蛋白質的研究日漸深化，相關研究人員提高了對纖維素酶、凝乳酶性質研究的重視程度，這主要是由于這種酶在市面上相對較少，但是其功能和食品發酵息息相關。在研究分析蛋白質工程后，能夠對多種微生物酶進行有效開發，能夠使市面上短缺的狀況得到有效改善。近幾年來，蛋白質工程發展速度隨之加快，這一工程主要是對蛋白質合成、生產等進行研究，和食品工程質檢有著密切關系。就目前而言，這一工程主要在凝乳酶性質改善、纖維素酶性質優化等層面得到應用。由于自然界當中可以直接獲取的酶相對較少，因此需要注重蛋白質工程的開發，進而使這一現狀獲得有效改善。

3.3細胞工程

細胞工程師主要是憑借細胞技術使受試對象性狀獲得改善，并在生產生活中對有關成果進行應用的技術，如食品添加劑、食品工程當中的酶試劑等。因此，一些學者對這一方法的研究進行了關注。當前，細胞工程逐漸成為關鍵領域。在植物層面，尤其是在中草藥中，這一技術可以使中草藥抗病能力以及產量得到改善，并且在紫杉醇、人身皂苷、長春堿等中有著應用。在食品添加劑層面，胡蘿卜素、花青素、天然香料、紫草色素等，這一技術在生產中有著顯著效果，當前已經得到了普遍推廣。

3.4生物酶工程

當前，功能性食品添加劑在國內外得到了一定發展，各產品都對酶工程技術進行了應用，如日常生活中常見的食品甜味劑等。并且，人們也可以應用酶制劑實現食品保鮮，這主要是由于酶制劑反應期間有著催化作用，能夠有效防御外來不良因素的影響，有效保持食品的優良性狀，延長其保質期。此外，將該技術應用于溶菌酶食品上，可以在一定程度上對革蘭氏陽性菌產生抑制作用，且在大部分食品中進行應用，這種酶并不存在毒性，反應條件具有專一性。

3.5食品發酵工程

在對食品進行制作的過程中，食品發酵極為關鍵，會對食品質量及口感產生影響，因此在食品發酵環節，應用現代生物技術極為關鍵。從基因工程理論及技術出發，食品發酵期間主要是在發酵菌種生產及改造層面進行應用，經改造后的菌種，其性能相對較強。利用基因工程對發酵工藝進行改良，能夠在一定程度上使食品質量得到充分確保。例如，運用基因工程改進釀酒酵母菌性能這一技術，所培育出的全新釀酒酵母菌可以使傳統釀酒工藝得到改善，使酒的香濃度得到確保。

現代生物技術能夠在提高食品質量的同時，加快食品工程發展。在食物制作中，發酵這一環節極為關鍵，如饅頭制作等。部分北方地區一般會使用酵母菌發酵面粉，其活性會對食物制作口感產生致急性影響。在食品發酵期間，現代生物技術主要在菌種發酵度生產以及菌群改造中得到應用，且改造后的菌群性能相對較強。不僅如此，還可以有效縮短作用時間，對于食品制作效率的提高有著重要作用。

結語

綜上所述，現代生物技術在食品工程中有著關鍵作用。然而，隨著現代生物技術的發展，食品工程也面臨著一定機遇。在食品工程中，現代生物技術的應用和食品工程發展情況等息息相關，因此需要在對現代生物技術內容及類型進行確定的前提下，研究其在食品工程中的有效應用，進而使其在食品工業發展中的作用以及價值得到充分體現。但是，無論是對于現代生物技術還是對于食品工程發展，都需要積極展開創新研究以及實踐，進而實現發展目標。