現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用探析

一、現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用意義與原則

1.意義。隨著科技的飛速發(fā)展，現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用越來越廣泛。生物技術(shù)不僅可以提高食品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，還可以改善食品的營養(yǎng)成分和口感，為人們的健康生活提供更好的保障。

（1）提高食品生產(chǎn)效率?，F(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用可以顯著提高食品生產(chǎn)效率。例如，通過基因工程、細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)，可以大量生產(chǎn)具有特定功能的食品成分，包括酶、蛋白質(zhì)等。這樣不僅可以減少生產(chǎn)成本，還可以提高生產(chǎn)效率，滿足人們對食品日益增長的需求。

（2）改善食品質(zhì)量。現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用可以改善食品質(zhì)量。例如，通過基因編輯技術(shù)，可以消除食品中的有害物質(zhì)，提高食品的安全性；通過發(fā)酵技術(shù)，可以生產(chǎn)出具有特定口感和風(fēng)味的食品，提高食品品質(zhì)。

（3）優(yōu)化食品營養(yǎng)成分。現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用可以優(yōu)化食品的營養(yǎng)成分。例如，通過基因工程和發(fā)酵技術(shù)，可以生產(chǎn)出富含特定營養(yǎng)成分的食品，如富含益生菌的酸奶、富含ω-3脂肪酸的魚類等。這有助于提高人體營養(yǎng)水平，預(yù)防疾病。

（4）實現(xiàn)綠色生產(chǎn)?，F(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用可以實現(xiàn)綠色生產(chǎn)。例如，通過基因工程和生物催化技術(shù)，可以營造環(huán)境友好型食品生產(chǎn)過程，減少污染物排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

（5）促進(jìn)食品產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用可以促進(jìn)食品產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。例如，通過生物信息學(xué)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以對食品成分進(jìn)行深度分析，發(fā)現(xiàn)新的功能和營養(yǎng)價值；通過組織工程和3D打印技術(shù)，可以實現(xiàn)對食品的個性化定制，滿足不同人群的需求。

2.原則。在應(yīng)用生物技術(shù)的過程中，我們也需要遵循一定的原則，以確保技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展性和安全性。

（1）安全性原則。在食品工程中應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)時，安全性是首要考慮因素。我們需要確保所使用的技術(shù)、方法和設(shè)備不會對食品安全造成影響，不會產(chǎn)生有害物質(zhì)或引入新的過敏原。同時，應(yīng)充分評估生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用風(fēng)險，采取有效的風(fēng)險管理措施，確保食品安全。

（2）功能性原則?，F(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用應(yīng)以功能性為導(dǎo)向。這就意味著我們需要關(guān)注該技術(shù)能否改善食品的營養(yǎng)成分、口感和品質(zhì)，提高食品的功能性。例如，通過基因工程生產(chǎn)富含特定營養(yǎng)成分的食品，或通過發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)具有特定口感和風(fēng)味的食品。

（3）環(huán)保性原則。在食品工程中應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)時應(yīng)遵循環(huán)保原則。這就意味著我們需要關(guān)注該技術(shù)對環(huán)境的影響，盡量選擇環(huán)境友好型的生產(chǎn)方法。例如，通過生物催化技術(shù)生產(chǎn)環(huán)境友好型食品，減少污染物的排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

（4）個性化原則。應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)可以實現(xiàn)對食品的個性化定制，滿足不同人群的需求。在食品工程中應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)時應(yīng)關(guān)注個性化原則，根據(jù)消費者的需求和喜好，生產(chǎn)出具有特定營養(yǎng)成分和口感的食品。例如，通過組織工程和3D打印技術(shù)，為消費者提供個性化的食品。

（5）可追溯性原則。在食品工程中應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)時應(yīng)確保技術(shù)的可追溯性。這意味著我們需要建立一套完整的技術(shù)和質(zhì)量管理體系，確保食品生產(chǎn)過程可以被追蹤和溯源。這有助于提高消費者對食品的信任，保障食品安全。

二、現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用

食品工程是一門應(yīng)用科學(xué)和技術(shù)，旨在研究食品加工、制造、包裝、保鮮、運輸、儲存、營養(yǎng)和安全等方面的原理和方法?，F(xiàn)代食品工程不僅要關(guān)注傳統(tǒng)的食品加工和制造技術(shù)，還要關(guān)注新興的生物技術(shù)、納米技術(shù)、超高壓殺菌技術(shù)等的應(yīng)用。其中，通過不斷引進(jìn)及應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)，能夠為消費者提供更加豐富、安全和營養(yǎng)的食品選擇。

1.食品加工過程中的酶工程。在食品加工過程中，酶工程被廣泛應(yīng)用，以提高食品加工的效率，改善食品的口感、品質(zhì)和營養(yǎng)價值。酶制劑在食品工業(yè)中的使用可以大大提高生產(chǎn)效率，同時保證產(chǎn)品的質(zhì)量和口感。酶制劑是一種生物催化劑，由活細(xì)胞產(chǎn)生，可以加速食品生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)。在食品加工過程中，酶制劑可以替代部分傳統(tǒng)工藝，簡化生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本。同時，酶制劑的應(yīng)用還可以提高食品的營養(yǎng)價值，使食品更加健康、美味。例如，在面包生產(chǎn)中添加酶制劑，可以提高面團(tuán)發(fā)酵的速度和質(zhì)量。通過酶制劑的作用，面團(tuán)中的蛋白質(zhì)和淀粉更容易被分解，面團(tuán)能夠更加松軟，口感更佳。同時，酶制劑還能提高面團(tuán)的穩(wěn)定性，使面包在烘焙過程中不易變形。在肉類加工中使用蛋白酶可以提高肉類的嫩度和口感。蛋白酶能分解肉類中的蛋白質(zhì)，使肉質(zhì)變得更加鮮嫩，易于消化。此外，蛋白酶還可以提高肉類的出品率，減少浪費，降低生產(chǎn)成本。除面包生產(chǎn)和肉類加工外，酶工程在食品加工的許多其他領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。例如，在乳制品生產(chǎn)中，乳糖酶可以分解乳糖，生產(chǎn)出低乳糖或無乳糖產(chǎn)品，以滿足乳糖不耐受消費者的需求。在果汁生產(chǎn)中，果膠酶可以提高果汁的出汁率和澄清度，使果汁更加清澈、美味。

2.食品保鮮技術(shù)。隨著生活節(jié)奏的加快和消費者對食品口感、營養(yǎng)和安全性的要求的提高，食品保鮮技術(shù)越來越受到重視。生物工程技術(shù)作為一種綠色、可持續(xù)的保鮮方法，已經(jīng)逐漸成為食品工業(yè)的研究熱點。通過利用生物工程技術(shù)，可以開發(fā)出一些具有抗菌、抗氧化、延長保質(zhì)期等功能的保鮮劑，為食品保鮮提供新的解決方案。首先，可以利用微生物發(fā)酵產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)進(jìn)行保鮮。例如，乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸具有抗菌和延長食品保質(zhì)期的作用。乳酸可以抑制食品中有害微生物的生長，減少食品腐敗變質(zhì)的可能。同時，乳酸還可以增加食品的營養(yǎng)價值和口感，使食品更加美味可口。其次，利用生物工程技術(shù)制備抗氧化劑進(jìn)行保鮮。抗氧化劑可以清除食品中的自由基，減緩食品氧化變質(zhì)的進(jìn)程。例如，從植物中提取的天然抗氧化劑，如茶多酚、葡萄籽提取物等，可以有效延緩食品的氧化過程，延長食品的保質(zhì)期。第三，利用生物工程技術(shù)開發(fā)具有防腐功能的保鮮劑。例如，利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)具有防腐功能的蛋白質(zhì)并將其添加到食品中，這樣可以有效抑制食品中有害微生物的生長，防止食品腐敗變質(zhì)。第四，利用生物工程技術(shù)制備保鮮膜。生物降解膜是一種新型的食品保鮮材料，具有良好的抗菌、阻氧和阻水性能。通過生物工程技術(shù)，可以制備出具有不同性能的保鮮膜，滿足不同食品的保鮮需求。

3.食品營養(yǎng)強(qiáng)化。隨著生活水平的提高，人們對食品的要求不僅局限于美味，更注重食品的營養(yǎng)價值。為了滿足消費者的營養(yǎng)需求，食品營養(yǎng)強(qiáng)化成為了一個重要的研究方向。生物工程技術(shù)作為一種綠色、可持續(xù)的食品生產(chǎn)方法，已經(jīng)在食品營養(yǎng)強(qiáng)化領(lǐng)域取得了顯著成果。首先，可以用于生產(chǎn)富含特定營養(yǎng)成分的轉(zhuǎn)基因食品。通過基因工程技術(shù)，可以改變食品中特定營養(yǎng)成分的含量，以滿足消費者的營養(yǎng)需求。例如，通過基因工程技術(shù)生產(chǎn)富含ω-3脂肪酸的轉(zhuǎn)基因大豆，幫助消費者攝取更多的健康脂肪酸。ω-3脂肪酸對心血管健康有益，有助于降低膽固醇，預(yù)防心血管疾病。其次，利用生物工程技術(shù)制備營養(yǎng)補(bǔ)充劑。利用生物工程技術(shù)可以生產(chǎn)出具有特定功能的蛋白質(zhì)或多肽，將其作為營養(yǎng)補(bǔ)充劑添加到食品中可以提高食品的營養(yǎng)價值。例如，利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)富含人體必需氨基酸的蛋白質(zhì)，將其作為營養(yǎng)補(bǔ)充劑添加到面包、面條等食品中，可以提高食品的營養(yǎng)價值。同時，將基因工程技術(shù)應(yīng)用于微生物發(fā)酵過程，可以提高發(fā)酵食品的營養(yǎng)價值。例如，通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)富含維生素B12的發(fā)酵乳制品，可以為消費者提供豐富的維生素B12來源。維生素B12對維護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的健康至關(guān)重要，可以預(yù)防貧血和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。最后，利用生物工程技術(shù)提高食品的消化吸收率。通過生物工程技術(shù)，可以改變食品的分子結(jié)構(gòu)，提高食品中營養(yǎng)成分的消化吸收率。例如，利用蛋白酶工程技術(shù)生產(chǎn)易被人體消化吸收的蛋白質(zhì)，幫助消費者更好地攝取食品中的營養(yǎng)成分。

4.食品安全檢測。隨著食品種類的豐富和食品產(chǎn)業(yè)鏈的全球化，食品安全問題日益受到重視。保障食品安全成為食品生產(chǎn)、加工、銷售、消費各個環(huán)節(jié)中的重要任務(wù)。生物工程技術(shù)作為一種綠色、可持續(xù)的檢測方法，已經(jīng)在食品安全檢測領(lǐng)域取得了顯著成果。首先，開發(fā)酶聯(lián)免疫吸附法等快速檢測方法。利用生物工程技術(shù)，可以制備出特異性強(qiáng)、靈敏度高的抗體或抗原，用于檢測食品中的病原微生物、過敏原、殘留農(nóng)藥等有害物質(zhì)。例如，酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）是一種常用的食品安全檢測方法，可以快速、準(zhǔn)確地檢測食品出中的病原微生物、過敏原、殘留農(nóng)藥等有害物質(zhì)，以保障食品安全。其次，制備高靈敏度的生物傳感器。生物傳感器是一種將生物學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換為可檢測信號的裝置，具有靈敏度高、快速響應(yīng)等特點。通過生物工程技術(shù)，可以制備出針對特定目標(biāo)物質(zhì)的生物傳感器，以檢測食品中的有害物質(zhì)。例如，利用基因工程技術(shù)制備的熒光生物傳感器可以實時、快速地檢測食品中的病原微生物和過敏原。再次，開發(fā)高通量檢測方法。生物工程技術(shù)可以應(yīng)用于對高通量檢測方法的研究，提高食品安全檢測的效率。例如，利用基因芯片技術(shù)檢測食品中的多種有害物質(zhì)，可以同時對多種目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行檢測，以提高檢測的速度和準(zhǔn)確性。最后，制備納米材料檢測器。納米材料具有高比表面積、高活性等優(yōu)點，可以作為食品安全檢測中的檢測器。通過生物工程技術(shù)，可以制備出具有特定功能的納米材料檢測器，用于檢測食品中的有害物質(zhì)。例如，利用基因工程技術(shù)制備的納米金顆粒檢測器可以用于檢測食品中的病原微生物和殘留農(nóng)藥。

5.食品添加劑的開發(fā)。生物工程技術(shù)作為一種綠色、可持續(xù)的食品生產(chǎn)方法，已經(jīng)在食品添加劑開發(fā)領(lǐng)域取得了顯著的應(yīng)用成果。通過利用生物工程技術(shù)，可以開發(fā)出一些性能優(yōu)良、安全可靠的食品添加劑，以改善食品的口感、品質(zhì)和外觀。首先，利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)天然色素。合成色素可能對人體健康產(chǎn)生不良影響，而天然色素具有安全性高、穩(wěn)定性好等特點。通過生物工程技術(shù)，可以利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)出各種顏色的天然色素，例如，紅曲紅、胡蘿卜素等。這些天然色素可以替代部分合成色素，使食品更加安全健康。其次，開發(fā)功能性食品添加劑。生物工程技術(shù)可以制備出具有特定功能的蛋白質(zhì)或多肽，將其作為功能性食品添加劑添加到食品中可以提高食品的營養(yǎng)價值和健康效益。例如，利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)出的具有降血壓、降血脂等功能的多肽可以作為功能性食品添加劑被添加到飲料、糕點等食品中。第三，制備高穩(wěn)定性食品添加劑。生物工程技術(shù)可以提高食品添加劑的穩(wěn)定性和抗氧化性，延長食品的保質(zhì)期。例如，利用酶工程技術(shù)制備具有高穩(wěn)定性的乳化劑，可以提高食品的穩(wěn)定性和口感。最后，開發(fā)綠色環(huán)保的食品添加劑。生物工程技術(shù)可以應(yīng)用于對綠色環(huán)保食品添加劑的研究和開發(fā)，減少食品添加劑對環(huán)境的影響。例如，利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)可生物降解的食品添加劑，以降低食品添加劑對環(huán)境的污染。

三、結(jié)語

總之，現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用不僅可以提高食品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，還可以改善食品的營養(yǎng)成分和口感，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)，促進(jìn)食品產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。因此，我們應(yīng)該加大對現(xiàn)代生物技術(shù)的投入和研發(fā)，推動食品工程的可持續(xù)發(fā)展。同時，充分遵循安全性、功能性、環(huán)保、個性化和可追溯性等基本原則，確保生物技術(shù)在食品工程中的可持續(xù)發(fā)展和安全性。

本文來源：《中國食品》http://12-baidu.cn/w/qt/29400.html