食品生产环节生物工程技术的应用

随着现代科学技术的快速发展，在食品生产过程的研发、加工和检测等环节中越来越多地应用到了生物工程技术。生物工程技术又称为生物工程，是以分子生物学为基础、构建新的生物类型或新生物技能的技术[1]。这种技术是现代生物科学与工程技术有机结合的产物。一般认为，它是以现代生物学理论与技术为基础，融合相关的化工、机械、计算机等技术，充分运用分子生物学研究的前沿成果，以生产有用代谢产物或发挥其独特生物功能的一门现代科学技术。在食品生产环节中应用该技术，能够促进和完善食品领域的科学发展。因此，本文探讨食品生产环节生物工程技术的应用有着重要的现实意义。

1 食品研发中生物工程技术的应用

食品生产一般由3个环节构成，即研发、加工和检测，它们构成食品生产的整个链条，保证国民食品的数量和质量。传统的食品研发，因为受生物工程技术和其他方面原因的限制，无论是在数量上还是在质量上都无法满足人们的生活需求。现在随着当代生物工程技术的高速发展和各种食材的极大丰富，食品高效研发已经成为极大可能。

当下社会繁荣进步，人们对食品的质量、种类、安全等方面的要求越来越高，在食品开发环节应用生物工程技术能给食品生产带来很大益处，尤其是在功能食品与微生物蛋白食品的开发方面[2]。换言之，新食品的研发主要指微生物食品和功能保健食品的开发。运用生物工程技术进行微生物食品的研发，能够有效弥补当前蛋白质食品短缺的情况。例如，通过藻类微生物食品的研发就可以为人们提供更多种富含蛋白质的食品。运用生物工程技术进行含磷脂、硒、锌等保健食品的研发也是当前人们所关注的重点项目。保健食品能够有效调节人体机能，虽然不能够起到药物治疗的效果，但大量补充人体稀缺的元素，也有益于人们的身体健康。

在食品生产领域，生物工程技术的应用与发展，能够极大推动社会物质的繁荣和进步，同时也有力推进了人们饮食生活的改善。在食品研发过程中通过生物工程技术的应用，能够保护人们的生命安全，同时也能够提升食品工业的技术能力水平。

2 食品加工中生物工程技术的应用

食品加工的过程实际上就是通过人力、机械和生物工程技术等方式来进行的原材料转换和增效的过程。因其加工的科学性和有效性，让人们可以放心地食用加工出的产品。随着生物工程技术的迅猛发展，食品加工产业科技含量的增加，食品附加值也得到大幅提升。食品加工中的生物工程技术应用，按由旧到新的应用过程，主要有发酵工程、基因工程和酶工程等技术。

（1）发酵工程技术可以分为传统微生物发酵技术和现代生物发酵技术。研究者一般认为，这种技术是采用现代工程技术手段，利用微生物的特殊功能来为人类生产有益产品的技术，或简单说，它是一种直接将微生物应用于食品工业生产过程的新技术。这种技术古代就在食品制作中应用，现在依然是重要的食品加工工艺。例如，现在的食品加工企业在面包和果汁生产时就要用到这一技术。运用现代发酵技术可以获取苷酸和氨基酸等营养物质，可以提升食品的营养价值。发酵技术还被广泛运用于乳酸菌食品的加工中，如利用发酵技术进行酸奶制作，可生产出植物蛋白发酵饮料。

（2）基因工程技术是利用分子生物学和分子遗传学的相关知识，对DNA进行重新拼接组合，构建杂种DNA分子并导入受体细胞，以得到新产物或新性状的一种基因操作技术[3]。基因工程技术在食品原材料生产中经常得到应用。例如，食品加工人员在食品原材料再加工过程中，可以利用基因工程技术对加工食品中的碳水化合物、蛋白质等进行有效调控，以提高加工食品的品质。此外，将基因工程技术应用到碳水化合物类食品生产加工中，能够改变食品原材料中的淀粉含量；将基因工程技术应用到蛋白质类食品原材料的培育与生产中，能够改善农作物的品质。转基因大豆等高含量氨基酸和蛋白质食品的出现，就是利用基因工程技术进行培育和改造的结果。另外，将基因工程技术应用到日常肉制品和乳化制品加工中，能够有效改善其中蛋白质和碳水化合物的质量，同时也能够大幅度提升蛋白质食品的产量。

（3）酶工程技术是将需要催化的动植物和微生物细胞以及酶等原料与高效的催化酶放置于同一生物反应容器中，然后利用生物酶的有效催化功能，使原材料的化学性质发生变化并产生不同的作用，从而改变生物性状或提升生物品质的一种现代生物技术。酶工程技术广泛运用于食品加工中。例如，谷类、薯类和豆类食物的生产与加工，可以通过酶的科学有效调节来增加它们的淀粉含量，具体是利用酶的催化作用实现食物材料的品质转换，从而提升食品的价值。在这当中，酶工程技术的应用为食品品质提升带来了重要的保障。在焙烤食品、饮料、肉制品以及乳制品等食品的加工中，酶工程技术得到广泛应用且应用效果良好，也有效提升了企业的经济效益。另外，应用生物酶工程技术可以提高食品安全防护的效益。例如，采用了生物酶工程技术的食品能更好地促进人的肠胃消化，还能使一些食物的保质期延长。这一切说明，酶工程技术的应用确实能推动食品行业的发展进步。

3 食品检测中生物工程技术的应用

随着人们的生活品质提升，食品无论是在种类上还是在数量上都发生了很多的改变。但当前人们也面临着食品安全问题，所以需要通过生物工程技术来检测食品的安全性。生物工程技术的准确性、便捷性、灵敏性提升了食品检测的效率，使食品成分的检测时间与速度得到明显提升，能敏捷地分辨出有害成分[4]。生物工程技术运用于食品检测中能够保证食品的安全性，是在食品安全检测工作中的最重要一环。切实在食品检测工作中运用好生物工程技术，最关键的是掌握好分子生物技术、免疫检测技术、生物芯片技术等，以实现检测技术的整体优化。

（1）分子生物技术是从分子层面对食品功能和结构进行科学研究。分子生物技术是在分子这一水平上通过对蛋白质和核酸的研究，获得研究对象的特征和性质，并利用其特征与性质在分子结构水平上进行操作，从而实现人们对食品的生物学改造的一种技术方式。例如，运用分子生物技术的PCR技术来检测酸奶、腐乳、食醋等食品中的微生物。目前分子生物技术已经被运用到多个行业领域当中，通过研究生物分子结构和组织来提升食品检测的准确度，核酸分子杂交和多聚酶链式反应是其中的常规技术，其灵敏性很高，应用起来较为方便。生物传感技术能够对样品进行选择性响应，它通过电信号来判断食品中某物质的浓度，实现定量分析的要求。这种技术的准确性更高，能够实现对食品添加剂、霉素以及新鲜程度的有效检测。

（2）免疫检测技术其实是将免疫反应与现代测试技术有机结合的表现形式，它利用生物超微量的元素进行检测，结合抗原反应与抗体反应原理，实现对于食品质量安全的评估与分析。换言之，免疫检测技术主要是依靠敏感的生物感受器、有效的信息传感器和高效的样品呈现放大器等检测工具，并依靠抗体与抗原之间的化学反应来实现食品有效检测的一种生物工程技术。这种免疫检测技术和酶检测技术一样，都是食品检测中常用的检测方法。这种技术，主要是通过观察检测对象的状态，分析其抗原的含量与性质，并制作出具有明显反应特征与酶催化特征的、带有自身特殊标志的抗体，然后在与抗原发生生物化学反应后，再添加可以显示特色颜色的底物，如试纸，由此观察底物反应，得出是否符合免疫要求的结论。例如，可以通过酶检验试纸检测出果品和菜品表面残留的化学农药成分，把检测结果反馈给瓜果蔬菜的种植者和经营者，改进和优化瓜果蔬菜的种植和供应，从而减少有毒果品和菜品对人体健康的危害。

（3）生物芯片技术是通过生物芯片模型和相关设备来检测生物的活性反应，并通过数据的采集来进行软件分析，不但能够确保信息的高效率获取，同时也实现了自动化分析。生物芯片是通过光导原位合成方式将大量生物分子有序固化在支持物表面，然后组成密集二维分子并排列，与已标记的待测生物样品杂交，最后通过特定仪器的高效扫描和计算机数据分析计算等构建的生物学模型[5]。这种生物工程检测技术也被广泛运用于食品检测之中。例如，在食品微生物安全检测中，运用生物芯片技术能够准确、高效地检测出食品中的病原性微生物及其污染情况，从而根据污染情况采取对应防治措施，避免这一类的致病微生物对人们的身心健康造成危害。另外，生物芯片技术还可应用于转基因食品的检测中，以帮助人们有效区分转基因和非转基因食品。

4 结语

在食品研发、加工和检测过程中应用现代生物工程技术能够显著提升我国食品生产的效率和质量，从而发挥出生物工程技术在食品生产领域的科学作用和应用价值。从某种程度上来看，通过对生物工程技术的继承、开发和应用，能使我国食品研发、加工和检测环节更好地满足人们的食品需求和食品安全需要，有效推动了我国食品工业的科学发展。