现代生物技术在食品中的应用

附件一:新疆农业大学专业文献综述题目:生物技术在食品中的应用姓名:学院:专业:班级:学号:指导教师:逄换明职称:老师20011年12月31日新疆农业大学教务处制 现代生物技术在食品中的应用作者：老师：逄换明摘要：生物技术是包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等在内的一门综合性技术，生物技术是一门新兴的高新技术，对解决人类面临的食物、资源、健康、环境等重大问题发挥着越来越大的作用。根据国内外食品工业领域中生物技术的研究与应用，本文重点论述生物技术在食品工业中的应用现状、存在问题和前景展望。关键词：生物技术；食品工业；应用现状；前景展望；包装TheapplicationofmodernbiologicaltechnologyinfoodindustryNamewangqilongAbstract：BiologicaltechnologyisapolytechnicwhichcontainGeneticengineering,Cellengineering,Enzymeengineering,Fermentationworks,Protein-engineering,etal.Biotechnologyisburgeoning,whichmakesanimportantactionintheareaoffood,resources,healthandenvironment.Ontheresearchandapplicationofbiotechnologyintheworld,theapplication,currentsituationandfutureprospectsintheareaoffoodindustryarereviewedinthispaper.Keywords:biotechnology；foodindustry；theapplication；thefutureprospects；packaging前言（引言）：生物技术是21世纪最具有发展前景和活力的学科,世界各国都将生物技术视为一项高新技术,生物技术在相关领域中的应用也成为研究的热点。生物技术也称生物工程,是探索生命现象和生物物质规律,利用生物体的机能或模仿生物体的机能进行物质生产的技术。生物技术包括传统生物技术和现代生物技术,现代生物技术是指以现代生物学研究成果为基础,以基因工程为核心的新兴学科。现代生物技术主要包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程。现代生物技术可在解决当今世界发展重大问题(如粮食短缺、资源枯竭、生态环境恶化)中发挥积极作用。现代食品工业的发展和人们生活和生产方式的改变,用已有的包装技术很难满足人们对包装的要求。现代生物技术在食品包装中的应用将促进食品包装行业的创新,推动包装行业的发展。一、现代生物技术在食品工业中的应用1基因工程技术1.1基因工程技术的简介基因工程技术是一种按照人们的构思和设计,在体外将一种生物的特定基因插入质粒或其他载体分子,构成遗传物质的重组子,然后导入受体细胞内进行无性繁殖并进行表达,产出人类所需要的基因产品的操作技术。一个完整的基因工程技术流程一般包括目的基因的获得、载体的制备、基因的转移、基因的表达、基因工程产品的分离提纯等过程。 基因工程技术是现代生物技术的核心内容,即采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。1.2基因工程技术的应用1.2.1改造食品原材料转基因植物源食品　转基因植物可被改革而具有抗病虫害的能力,这具有深远的经济意义；转基因动物源食品　转基因动物尚未达到高等转基因植物的发展水平,但人们仍设法用它来表达高价值蛋白1.2.2改良食品营养品质蛋白质的改良,食品中动植物蛋白由于其含量不高或比例不恰当,可能导致蛋白营养不良。采用转基因的方法,生产具有合理营养价值的食品,让人们只需吃较少的食品,就可以满足营养需求;油脂的改良,对油脂品质的改善主要集中在两个方面:控制脂肪酸的链长和饱和度。油脂的酸败是导致油脂品质下降的主要原因。目前已知豆类中的脂氧合酶在酸败过程中扮演重要角色;碳水化合物的改良,对碳水化合物的改进,只有通过对其酶的改变来调节其含量。1.2.3改良微生物菌种的性能　发酵工业关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还与基因工程结合,大力改造菌种,给发酵工业带来生机。改良面包酵母菌的性能;改良啤酒酵母菌的性能;改良酿酒酵母菌的性能;1.2.4开发保健食品和食品疫苗食品疫苗就是将致病微生物的有关蛋白(抗原)基因,通过转基因技术导入植物受体中进行表达,得到具有抵抗相关疾病的疫苗。已获成功的有狂犬病病毒、乙肝表面抗原、链球菌突变株表面蛋白等10多种转基因马铃薯、香蕉、番茄的食品疫苗。英国科学家宣布,未来几年内,他们将培养一种新型生物鸡,这种鸡所产的鸡蛋里具有抗肿瘤因子,癌症患者食用鸡蛋后体内癌细胞的扩散就会受到抑制。1.2.5改善食品风味　利用基因工程技术还可以生产独特的食品香味剂和风味剂,如香草素、可可香素、菠萝风味剂,以及高级的天然色素,如类胡萝卜素、花色苷素、咖喱黄、紫色素、辣椒素和靛蓝等,并且通过杂种选育的色素含量高、色调和稳定性好。2细胞工程技术细胞工程就是在细胞水平研究开发利用各类生物细胞的工程技术,主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。利用微生物及其代谢物改善饮料的品质、延长保质期具有高效、安全等特点。3酶工程技术酶工程是生物技术的一个重要组成部分,指在一定的生物反应器内,利用酶的催化作用,进行物质转化的技术,可应用于食品生产过程中物质的转化。如纤维素酶在果汁生产、蔬菜汁生产、速溶茶生产、酱油酿造、制酒等食品工业中应用广泛。3.1酶工程在食品添加剂中的应用3.1.1在甜昧剂中的生产应用 海藻糖是一种新型的多功能食品添加剂。张海平和杨静从中国土样中筛选分离得到能产生淀粉转化为海藻糖的酶菌株,并利用该菌株生产的酶进行淀粉合成海藻糖。产物海藻糖在反应混合物中的含量可达48g/100g。薛璐和马莺研究了在不易破壁取得胞内海藻糖合酶的情况下,采用渗透处理细胞技术生产透性化细胞酶,并获得了较高的酶活力。海藻糖还可由海藻糖合酶将麦芽糖直接转化为海藻糖,在海藻糖的工业生产中有着良好的应用前景。3.1.2在调味剂中的生产应用李祥、罗仓学和彭小平等以啤酒废酵母为原料,添加蛋白酶和葡聚糖酶,经过脱苦、自溶等工序而制成的酵母抽提物,富含多种氨基酸,具有强烈的增鲜效应及醇厚浓郁的肉香味,风味、质量达到国外同类产品的先进水平。3.1.3在香味剂中的生产应用张文启报道酶法奶类香精是以稀奶油或奶油为原料,通过脂肪酶或接入某种微生物,使乳脂肪分解,从而得到增强许多倍的乳香原料。广州百花香料股份有限公司采用酶法水解黄油,生产系列奶类或乳化牛奶香精,取得了良好的经济效益。实验室利用微生物酶类生产香兰素的研究也有报道。3.2在食品包装中的应用细胞壁溶解酶最大的特点是消除某些微生物的繁殖,而让某些有益细菌得以繁殖。在食品包装上用作防腐剂,对人体无毒害,可以替代一些对人体有害的化学防腐剂。溶解酶用于清酒的防腐,研究发现15mg/kg溶菌酶防腐效果与250mg/kg的水杨酸相等,还可有效防止水杨酸对胃肠的刺激,是一种良好的防腐剂。溶解酶在含食盐、糖等的溶液中稳定,耐酸、耐热性强,可用于水产、香肠、奶油、生面条的保藏,可有效延长保藏期。1.4发酵工程技术发酵工程是生物工程技术的重要组成部分,是生物技术产业的重要环节,是一门利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。近年来,利用食用菌及有益微生物发酵开发具有特殊风味及营养保健功效的饮料制品受到了人们的重视,并对其加工过程中微生物种群的变化及发酵微生物的分离与鉴定进行了研究。朱俊晨等以发酵液的外观口感及其中的活菌数为评定产品的指标,考察了以豆奶、胡萝卜汁为底料,利用青春双歧杆菌生产活菌饮品发酵饮料的可能性,为蛋白———果蔬汁混合发酵饮料的研制提供了重要的理论依据。王禾等以粟米为原料,采用二水平一次回归正交试验设计,确定了粟米乳酸发酵的最佳工艺,把谷物及薯类乳酸发酵饮料的开发向前推进了一步。二、在食品包装中的应用1生物酶工程在食品包装中的应用生物酶是一种催化剂,它可用于食品包装而产生特殊的保护作用。研究表明:食品(包括很多生鲜食品和农副产品)都是由于生物酶的作用而产生变质糜烂的。可用于食品包装的酶的种类很多,这里重点介绍3种酶在食品包装中的应用。2基因工程在食品包装中的应用塑料作为四大包装材料之一,由于其质轻、强度好,用量逐年递增。但由于用石油产品制成的传统塑料,其废弃物很难降解,造成白色污染,因此,可降解塑料成为当今的研究热点。可生物降解塑料是环境友好的,可替代石化聚合物的新型材料。3在食品包装中的应用3.1　对包装功能的改进　 反映商品质量的信息型智能包装技术,主要是利用化学、微生物和动力学的方法,通过指示剂的颜色变化记录包装商品在生命周期内商品质量的改变,主要研究成果有包装渗漏指示剂和保鲜指示剂。3.2　在包装检测中的应用　生物信息技术中最重要的生物载体是生物芯片,近几年基因芯片技术开始在食品与包装工业中崭露头脚。基因芯片就是采用微加工和微电子技术将大量人工设计好的基因片段有序地、高密度地排列在玻璃片或纤维膜等载体而得到的一种信息检测芯片,其本质名字是脱氧核糖核酸微阵列。基因芯片在包装中的应用主要是对致病微生物的检测、对包装物特定蛋白的检测和包装独立分析与检测。利用生物芯片可以检测食品包装中的致病微生物。三、发展前景随着人们生活水平的提高和消费观念的改变,人们更关注食品的内在营养和食品的卫生安全,同时提倡绿色消费,这就对食品生产提出了更高的要求。现代生物技术在食品领域所起的作用是传统技术无法比拟的,他在食品工业中的地位越来越重要。目前,现代生物技术在食品领域的应用涉及到基因工程、细胞工程、酶工程和微生物(发酵)工程等当今公认的四大生物技术体系。重点开发的几个领域为:开发新酶品种以及酶的固定化和细胞工业化应用;加强高产菌株和耐特殊环境微生物的遗传育种;用生物法代替化学合成生产食品添加剂;综合利用技术,进行原料的深度加工,采用清洁闭路生产工艺,将废弃物资源化,达到节粮、节能、减少污染的目的;工业化生产中生物技术产物的分离提取水平低一直是阻碍产业发展的“瓶颈”问题,因此,生物技术产品的大规模生产及高收率的提取技术是今后发展的重要方面;研究开发多功能、多指标的生物传感器,有效监控生产过程,利用生物技术建立高特异性、高灵敏度、快速简便的食品卫生检测方法是确保食品安全的重要手段。未来生物技术将在食品包装中发挥越来越重要的作用,主要表现在以下几个方面:(1)酶技术将会在食品包装中发挥先驱性的作用,利用生物酶技术已经可以很好地实现保鲜和防腐功能。同时应开发新的可用于保鲜与防腐的酶制剂,降低包装成本,简化包装技术和工艺,这将是一个新的研究课题。(2)开发新的环保型包装材料,减少白色污染。致力于利用转基因植物生产环保而且性能优越、低成本的包装材料,实现绿色包装。(3)致力于开发包装检测指示剂,及时发现包装中存在的问题,使检测更加及时准确。(4)开展基因芯片技术在包装中的应用研究,将基因芯片技术广泛用于包装的检测,使检测更加准确而快捷,提高包装的安全性和促进包装的长足进步。参考文献：1杨福馨.现代生物技术在食品包装中的应用前景展望[J].株洲工学院学报,2002,16(1):4~6.2张莉,李润植.利用转基因植物生产生物降解塑料[J].生物技术,2002,12(1):37~39.3陈新,吴若梅.包装中生物信息技术应用研究[J].株洲工学院学报,2005,19(1):11~13.4郭筱红.芬兰智能包装新概念[J].中国包装工业,2001(85):51~52.5陈新,等.包装信息技术应用研究[J].包装工程,2004,25(6):116~117. 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