现代生物技术在食品工程中的应用

现代生物技术在食品工程中的应用

张元元

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摘要：随着现代科学技术体系的不断完善，食品工业也发生了一定变革，并且和现代生物技术之间的结合日渐密切。现代生物学手段较传统生物学手段更具科学性以及高效性，不管是对食品工程学发展还是食品工业发展，都有着非常重要的影响。在食品工程中，现代化生物技术有利于新商品的开发，也有利于食品来源的拓展，为食品工程科学研究予以理论层面的支持。

关键词：现代生物技术；食品工程；应用

引言

随着科技的不断进步和人们对食品品质和安全性的要求不断提高，现代生物技术作为一种强大的工具被引入到食品工程中。通过利用生物技术手段，可以改良食品的性质、提高生产效率、降低环境影响，从而满足消费者对食品质量和安全的需求。本文重点介绍现代生物技术在食品工程中的应用实践，以丰富食品加工和生产的方法和手段，推动食品工程领域的创新和发展。

1食品工程概述

食品工程一般包含三个环节，分别为：食品研发、食品加工生产、食品检测，这三个环节是连接食品工程整个链条的重要构成，也是保障国民食品数量和质量安全的重要环节。食品研发能为食品行业发展带来很多益处，比如利用现代生物技术研发新的乳制品、益生菌饮料；又比如利用生物技术丰富食品功能、研究微生物蛋白食品等。简单来说，食品研发主要就是利用生物技术研究微生物食品，开发食品功能。利用生物技术能够有效改善以往蛋白质食品短缺的情况，比如：更多不同种类的藻类微生物食品的研发成功，能够为人们提供更多富含蛋白质的食品；研发富含磷脂、硒、锌等物质的保健食品，可以满足人们对营养物质的需求。食品生产加工，就是指利用人工、机械生产线、生物技术等手段完成原材料的转换，让食品以不同的形式呈现出来，为人们提供各种具有多种功能的食品，让人们可以放心食用食品。依托生物技术的食品生产加工，产业科技含量大大增加，食品的附加值也得到了得到提升。食品检测就是指利用先进技术检测食品成分，判断食品是否符合食用要求，是否符合安全标准。随着现代社会食品工业的发展，食品种类愈发丰富，人们也面临更多的食品安全风险，因此需要利用生物技术对各类食品进行检测。应用现代生物技术大大提升了食品检测的效率和质量，检测时能更快、更敏捷地发现食品中的有害成分，从而辅助加强对食品安全与质量的控制。

2现代生物技术在食品工程中的应用

2.1基因工程技术

基因工程技术在食品工程中的应用是一种利用生物技术手段改良食品的质量、营养和生产过程的方法。通过向植物基因组中导入外源基因，使植物具备抗病虫害、耐逆性、提高产量等特性。例如，转基因作物可以具有抗虫特性，减少对农药的依赖，还可以增加作物的抗逆能力，提高产量和质量。通过向动物基因组中导入外源基因，使动物具备抗病特性、生长快速等优点。例如，转基因家禽可以产生抗病毒的鸡蛋，转基因鱼可以增加抗寒能力，提高养殖效益。利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，精确地修改植物和动物基因组中的目标基因，以实现特定的目的。这种技术可以用于改善植物的耐盐性、抗病性，或者改良动物的肉质、产量等特性。基因工程技术可以用于食品中的基因检测和鉴定，以确保食品的品质和安全性。通过PCR、DNA测序等技术，可以检测转基因成分、检测食品中的致敏物质等。基因工程技术可以大规模生产酶类产品，用于食品加工和改良。例如，利用基因工程技术生产的纤维素酶可以帮助食品加工中纤维质的分解和消化。基因工程技术在食品工程中的应用可以提高食品的质量、产量和安全性，同时也能够满足人们对功能性食品和营养改良的需求。然而，在应用基因工程技术时需要充分考虑食品安全性、道德伦理和环境保护等问题，确保其在可持续发展和社会利益方面的平衡。

2.2蛋白质工程技术

研究者需要从蛋白质种类需求以及市场需求出发，对蛋白质工程开发方向进行及时确定。例如，当前市场对于凝乳酶存在一定的需求量，并且较为紧张，这主要是由于能够提取的动物性凝乳酶相对有限。而对于蛋白质工程，其能够产生微生物凝乳酶，且种类具有多样性，能够在一定程度有效弥补不足，促进各项研究的有序开展，进而使市场需求获得极大满足。蛋白质工程技术主要是将生物化学、基因重组技术、分子生物学等作为基础，通过应用这一技术，辅助人们对新型产品进行研发，并产生新型功能的技术，可对人们的生产及生活产生积极影响。例如，技术人员可以凭借这一技术有效改进凝乳酶的性质。通常情况下，凝乳酶主要是在干酪加工中应用，这一凝结剂有着极为关键的作用。在市场中，各微生物凝乳酶和天然凝乳酶之间有着明显差异，会严重影响食品。需要凭借蛋白质技术弥补其中存在的不足，进而实现食品生产目标。食品工程中通常存在生物改造需求，尤其是需要生物适应环境，在提高食品产量的同时，使其质量得到确保。在食品中，蛋白质这一营养物质极为常见，不管是对于日常机体能量维持，还是人体骨骼发育都有着关键作用。因此，在食品工程中，蛋白质工程技术的应用极为关键，这一技术能够从食材特性出发改造蛋白质，使蛋白质分子能够最大程度满足人们的需求。

2.3细胞工程技术

细胞工程技术在食品工程中的应用是利用细胞和组织工程技术，改变和优化食品生产过程中的细胞和组织的特性和功能。细胞工程技术可以通过在体外培养动物肌肉细胞，实现无需屠宰的肉制品生产。这种方法可以减少对动物的伤害，减少环境污染，并有助于解决全球肉类需求的问题。通过细胞工程技术，可以在体外培养鱼类细胞，实现无需捕捞和养殖的鱼类产品生产。这种方法可以减少对海洋资源的压力，保护水生生物的生态平衡。细胞工程技术可以利用乳腺细胞或乳酸菌等培养出乳制品的成分，如乳脂肪、乳糖、乳酸等。这可以为乳制品生产提供一种可持续、无需动物牧场的方法。细胞工程技术可以通过培养植物细胞或组织，实现植物性原料的可控生产。例如，利用细胞工程技术可以在体外培养香蕉细胞来生产香蕉香精，减少对天然香料资源的依赖。细胞工程技术可以利用细胞培养的方式，大规模生产食品加工中所需的酶类产品。这可以提高酶的产量和纯度，并减少对自然资源的依赖。细胞工程技术在食品工程中的应用可以提供一种可持续的食品生产方法，减少对自然资源的压力，同时也有助于改善食品的质量和安全性。然而，在应用细胞工程技术时需要考虑细胞培养条件、生产成本和食品安全等问题，确保其在可持续发展和社会利益方面的平衡。

结语

现代生物技术应用于食品工程具有重要意义，对食品工业的发展和食品质量的提升产生了积极影响。现代生物技术可以通过基因改良、转基因技术等手段，改善食品的品质和特性，增加抗病性、抗虫性等优点。同时，现代生物技术还能够提高食品的安全性，通过检测技术和基因编辑等手段，检测和消除可能存在的食品安全隐患。

参考文献

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