生物工程技术在食品领域中的运用思考

生物工程技术是近年来迅速发展起来的一种高新技术，在食品等方面有着广泛的应用。生物技术在食品领域中的应用非常抢眼，尤其是在应用价值上十分突出，需要对这项技术进行更深入的研究，让更多的人了解这些相关的技术，挖掘其应用价值，从而提升其推广效率。

生物工程在食品领域的应用价值

对食物原材料品质的优化和改进

目前，在我国食品领域中，对食品的生产、加工技术的研究取得了长足的进步，特别是食品原料的改进，比如转基因技术和防腐技术。通过重组或改造食品原料的基因，在一定程度上改善了植物食品的成分和营养结构，使食品的品质得到了极大的改善，包括食品安全、口感、营养价值等。比如以玉米为主体，采用了基因改造技术，获得不同的玉米品种，根据功能的不同，分别可用于生产淀粉、生产油脂或直接食用等，通过采用生物技术对玉米进行改良，使人们有了更多选择方案（图1）。同时，转基因技术在大豆的生产和深加工中也得到了广泛的应用，对大豆进行基因改造，可以大幅度提高大豆中的蛋白质含量，调节大豆的淀粉含量，优化酶种类，从而为人们提供更加丰富的营养，同时也提高了粮食的产量。目前，防腐技术主要用于食品添加剂的加工中，并运用有关技术，使食品的保鲜、防腐能力逐步提高，不仅使食物保持原来的色泽，而且还能保持其应有的风味和营养。

丰富食物的种类

我国幅员辽阔，天然食品种类繁多。近年来，随着食品加工技术的不断进步，全球对食品种类研究的不断深入。人们对食品安全和食品种类提出了更高的要求，市场需要更多能满足现代食品需求的新品种。利用生物工程技术，能更好的推动食品工业的发展，开发更多的食物种类，为人们的生活提供更大的便利。通过生物工程技术的应用，可以在保证食品安全的前提下，将其用于改善食品的色泽、口感、营养价值等，也可以用于提升农作物的产量，增强农作物的抗病性、抗逆性等，在保证农产品产量的情况下，还能满足当代社会对食品的不同需求。

食品安全得到保障

我国的食品安全问题是一个很大的问题，尽管我们已经建立了严格的食品安全检查制度，并逐步加强了民众的食品安全意识，但仍然没有得到有效的控制。究其原因，是由于食品加工过程中容易受到环境或人为因素的影响，从而使产品品质下降，在使其流入市场后，引起相关食品安全问题。在此基础上，通过生物工程技术，可在一定程度上改善食物的品质，减少食品安全问题的发生率。在食品保鲜上，可根据食品的特性，采用对应的生物工程技术开发出相应的食品防腐剂，提高食品的防腐效果，同时保证食品食用的安全性。

食品领域中生物工程技术的运用情况

新型食品的开发

利用生物工程技术可以开发微生物食品，微生物食品可以为人类和动物提供丰富的蛋白质，并且具有生长周期短、成本低廉等优点，是未来新型可食用资源的重要发展方向。尤其是藻类生产SCP (微生物蛋白)，利用生物工程技术，可以筛选出人们所需要的蛋白质的高产菌株，据报道，部分微生物的蛋白质含量可高达约40%-80%，其氨基酸成分相对平衡，除此之外，它还富含多种维生素，其营养价值较高。另外，秸秆、蔗渣等废弃物也能被用来生产微生物蛋白质，给废弃的原料提供了绿色环保的处理方法，对于社会的可持续发展具有重要的意义。

功能性食品的开发

随着对食物需求的日益增长，人们除了关注食品本身的营养成分，也越来越重视其具有的保健功能，从而推动功能性食品的发展。部分功能性食品具有调节机体机能的功效，不同的保健食品有其对应的适用人群，目前许多食品公司都在进行功能性食品的开发。在功能性食品的生产实践中，利用生物工程技术，可以取代传统的萃取、分离、化学合成等技术，减少环境污染。除此之外，科研人员能够根据原料的生理作用，更加精准地开发出各种食品原料，进而推动功能性食品的开发。

发酵工程在食品中的应用

细胞工程在食物的改造和创新中具有重要的应用价值。细胞工程是指以细胞为基本单位，在体外无菌条件下进行培养、繁殖或利用细胞融合、核移植等技术，某些生物学特性按照人们的意愿发生改变，从而改造生物品种、创造新品种和加速繁育生物个体，以获得某些有用的细胞代谢产物。细胞工程技术在动物和植物育种方面具有重要的指导意义，新品种的不断出现，为食品原料的选择提供了更多的方案。

食品加工中的生物工程技术

食品添加剂

食品添加剂主要包括天然食品添加剂、生物技术添加剂、化学合成添加剂等，在食品加工中都有广泛的应用。一些以高粱、豆粕等为主要生产原料生产的调料品，已经成为生活中的必需品，如味精、食醋、食用色素等，这些必需品大多是采用生物工程技术进行生产、提炼和加工。另外，黄原胶等增稠剂的生产、应用也需要微生物技术的支持，因此，生物技术在食品生产中起着举足轻重的作用。同时，食品添加剂也可以增多食品中代糖添加剂的种类，改善食品的健康程度，降低食物含糖量是今后食品加工的一个重要发展趋势。为改善食品的加工效率，确保食品在口味上能满足甜度的需求，糖类替代物的产生是不可避免的。利用生物技术开发出的代糖添加剂，不仅产品质量好，且还具有可食性和甜味剂的特性，对我国粮食生产的要求，以及改善我国的粮食加工质量，都有着十分重要的作用。采用生物工程技术制备的食品添加剂，不仅成本低，而且效果好，可以减少食品的加工费用，能够按照食品加工的特性和需要，采取有效的处理方法。因此，生物工程应用之后推动了食品加工行业的发展，已成为食品领域的重要支柱技术之一。

食品保鲜防腐

食品的保鲜，一般都是将食物与空气隔绝，让食物的氧化速度降到最低，或利用物理杀菌等，达到保鲜的目的。生物工程技术在保鲜、防腐等领域具有广阔的应用前景，例如利用一些微生物代谢产物，如多糖类物质、抗菌肽、生物酶、生物提取物等，可以有效地抑制食物中有害微生物的繁殖，葡萄糖氧化酶是一种被广泛认可的食品添加剂和脱氧剂，其对人体无害、无副作用，是一种天然食品添加剂。

生物工程技术在食品检测中的应用

免疫学方法

免疫学检测食品，包括根据抗原抗体的体外反应对食品进行检测，比如污染毒素检测、农药残留检测、食品污染细菌检测、污染真菌检测等。由于其分析速度快、准确率高、成本低等优点，在国内已被广泛应用，对我国食品安全的可持续发展具有重要的指导意义。

生物传感器技术在食品中的应用

在食品检测领域，生物传感技术也得到了广泛的应用。该系统可以精确、迅速地检出食品中的各种添加剂、毒素、细菌、病原菌等的含量。目前我国应用的传感器有免疫、细胞、酶、组织、微生物等。通过对食物检测内容的反映，可以实现对食物的选择性识别[6]。生物传感技术的应用使我国食品安全和检验水平得到了极大的改善。

生物芯片技术在食品中的应用

阐明食品的营养机制

在食品科学中运用生物芯片技术，可以揭示食物中的营养机制，为进一步了解疾病的基因表达及单核苷酸多态性提供了依据。还可以预防疾病，总结营养素之间的关系。利用生物芯片技术可以解释蛋白质和基因表达之间的关系，这为抵御和防治疾病提供了理论基础。

检验食品卫生

生物芯片技术已成为食品卫生检测的重要手段。在经济一体化的趋势下，我国的食品卫生检测、动植物检疫等技术已成为WTO贸易的技术壁垒。粮食安全问题对我国农业出口创汇能力有很大的影响，而生物芯片技术的运用，则能更好地保障食品的安全——确定食源性疾病阈值，进而建立食品安全监督管理预警与应急响应系���。该技术在食品生物重要基因的检测与筛选中具有广泛的应用前景。利用生物芯片技术对食品致病菌进行检测的步骤如下：

①对试样的增菌。采用常规的增菌技术需要2天，有些情况下，采用生物芯片技术仅需8小时。

②提取核酸。这个过程可以在0.5小时内完成。

③核酸的扩增。在此期间，为了实现芯片的高通量检测，必须建立一种高效的多不对称 PCR。

④芯片的杂交与检测。

利用生物工程技术，不仅可以改善食品的性能和品质，还可以丰富食品的种类，以满足人们对食物的需求。通过将生物工程技术充分应用在食品生产、食品加工、食品安全监测以及食品新品种与新功能开发等方面，为人们丰富的物质生活提供了更多的选择性，在一定程度上保障了人们的身体健康，也推动了食品行业的良性发展。

主编：张于惠子

摄影：宋南耕