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(yíng)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(duì)食品日益增長(zhǎng)的需求。

（2）改善食品質(zhì)量?，F(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(yíng)養(yǎng)成分?，F(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(yíng)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(yíng)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(yíng)養(yǎng)水平，預(yù)防疾病。

（4）實(shí)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(shí)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(yíng)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(duì)食品成分進(jìn)行深度分析，發(fā)現(xiàn)新的功能和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；通過組織工程和3D打印技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)食品的個(gè)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(shí)，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(huì)對(duì)食品安全造成影響，不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)或引入新的過敏原。同時(shí)，應(yīng)充分評(píng)估生物技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)，采取有效的風(fēng)險(xiǎn)管理措施，確保食品安全。

（2）功能性原則。現(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(yíng)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(yíng)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(shí)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(duì)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(gè)性化原則。應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)食品的個(gè)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(shí)應(yīng)關(guān)注個(gè)性化原則，根據(jù)消費(fèi)者的需求和喜好，生產(chǎn)出具有特定營(yíng)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(fèi)者提供個(gè)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(shí)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(fèi)者對(duì)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(yùn)輸、儲(chǔ)存、營(yíng)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?yàn)橄M(fèi)者提供更加豐富、安全和營(yíng)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(yíng)養(yǎng)價(jià)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(shí)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(jiǎn)化生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本。同時(shí)，酶制劑的應(yīng)用還可以提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)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(shí)，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(fèi)，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(wú)乳糖產(chǎn)品，以滿足乳糖不耐受消費(fèi)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(fèi)者對(duì)食品口感、營(yíng)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(diǎn)。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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)，減少食品腐敗變質(zhì)的可能。同時(shí)，乳酸還可以增加食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)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?？寡趸瘎┛梢郧宄称分械淖杂苫瑴p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(zhǎng)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(zhǎng)，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(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化。隨著生活水平的提高，人們對(duì)食品的要求不僅局限于美味，更注重食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。為了滿足消費(fèi)者的營(yíng)養(yǎng)需求，食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化成為了一個(gè)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(yíng)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(yíng)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(yíng)養(yǎng)成分的含量，以滿足消費(fèi)者的營(yíng)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(fèi)者攝取更多的健康脂肪酸。ω-3脂肪酸對(duì)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(yíng)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(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑添加到食品中可以提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)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(yíng)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值。同時(shí)，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(yíng)養(yǎng)價(jià)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(fèi)者提供豐富的維生素B12來源。維生素B12對(duì)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(yíng)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(fèi)者更好地?cái)z取食品中的營(yíng)養(yǎng)成分。

4.食品安全檢測(cè)。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(fèi)各個(gè)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(cè)方法，已經(jīng)在食品安全檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)方法，可以快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)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(cè)信號(hào)的裝置，具有靈敏度高、快速響應(yīng)等特點(diǎn)。通過生物工程技術(shù)，可以制備出針對(duì)特定目標(biāo)物質(zhì)的生物傳感器，以檢測(cè)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(shí)時(shí)、快速地檢測(cè)食品中的病原微生物和過敏原。再次，開發(fā)高通量檢測(cè)方法。生物工程技術(shù)可以應(yīng)用于對(duì)高通量檢測(cè)方法的研究，提高食品安全檢測(cè)的效率。例如，利用基因芯片技術(shù)檢測(cè)食品中的多種有害物質(zhì)，可以同時(shí)對(duì)多種目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，以提高檢測(cè)的速度和準(zhǔn)確性。最后，制備納米材料檢測(cè)器。納米材料具有高比表面積、高活性等優(yōu)點(diǎn)，可以作為食品安全檢測(cè)中的檢測(cè)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(cè)器，用于檢測(cè)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(cè)器可以用于檢測(cè)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(duì)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(diǎn)。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(yíng)養(yǎng)價(jià)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(diǎn)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(zhǎng)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(duì)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(duì)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(duì)環(huán)境的污染。

三、結(jié)語(yǔ)

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(yíng)養(yǎng)成分和口感，實(shí)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(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)的投入和研發(fā)，推動(dòng)食品工程的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，充分遵循安全性、功能性、環(huán)保、個(gè)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(guó)食品》http://m.00559.cn/w/qt/29400.html