食品生產環節生物工程技術的應用

隨著現代科學技術的快速發展，在食品生產過程的研發、加工和檢測等環節中越來越多地應用到了生物工程技術。生物工程技術又稱為生物工程，是以分子生物學為基礎、構建新的生物類型或新生物技能的技術[1]。這種技術是現代生物科學與工程技術有機結合的產物。一般認為，它是以現代生物學理論與技術為基礎，融合相關的化工、機械、計算機等技術，充分運用分子生物學研究的前沿成果，以生產有用代謝產物或發揮其獨特生物功能的一門現代科學技術。在食品生產環節中應用該技術，能夠促進和完善食品領域的科學發展。因此，本文探討食品生產環節生物工程技術的應用有著重要的現實意義。

1 食品研發中生物工程技術的應用

食品生產一般由3個環節構成，即研發、加工和檢測，它們構成食品生產的整個鏈條，保證國民食品的數量和質量。傳統的食品研發，因為受生物工程技術和其他方面原因的限制，無論是在數量上還是在質量上都無法滿足人們的生活需求。現在隨著當代生物工程技術的高速發展和各種食材的極大豐富，食品高效研發已經成為極大可能。

當下社會繁榮進步，人們對食品的質量、種類、安全等方面的要求越來越高，在食品開發環節應用生物工程技術能給食品生產帶來很大益處，尤其是在功能食品與微生物蛋白食品的開發方面[2]。換言之，新食品的研發主要指微生物食品和功能保健食品的開發。運用生物工程技術進行微生物食品的研發，能夠有效彌補當前蛋白質食品短缺的情況。例如，通過藻類微生物食品的研發就可以為人們提供更多種富含蛋白質的食品。運用生物工程技術進行含磷脂、硒、鋅等保健食品的研發也是當前人們所關注的重點項目。保健食品能夠有效調節人體機能，雖然不能夠起到藥物治療的效果，但大量補充人體稀缺的元素，也有益于人們的身體健康。

在食品生產領域，生物工程技術的應用與發展，能夠極大推動社會物質的繁榮和進步，同時也有力推進了人們飲食生活的改善。在食品研發過程中通過生物工程技術的應用，能夠保護人們的生命安全，同時也能夠提升食品工業的技術能力水平。

2 食品加工中生物工程技術的應用

食品加工的過程實際上就是通過人力、機械和生物工程技術等方式來進行的原材料轉換和增效的過程。因其加工的科學性和有效性，讓人們可以放心地食用加工出的產品。隨著生物工程技術的迅猛發展，食品加工產業科技含量的增加，食品附加值也得到大幅提升。食品加工中的生物工程技術應用，按由舊到新的應用過程，主要有發酵工程、基因工程和酶工程等技術。

（1）發酵工程技術可以分為傳統微生物發酵技術和現代生物發酵技術。研究者一般認為，這種技術是采用現代工程技術手段，利用微生物的特殊功能來為人類生產有益產品的技術，或簡單說，它是一種直接將微生物應用于食品工業生產過程的新技術。這種技術古代就在食品制作中應用，現在依然是重要的食品加工工藝。例如，現在的食品加工企業在面包和果汁生產時就要用到這一技術。運用現代發酵技術可以獲取苷酸和氨基酸等營養物質，可以提升食品的營養價值。發酵技術還被廣泛運用于乳酸菌食品的加工中，如利用發酵技術進行酸奶制作，可生產出植物蛋白發酵飲料。

（2）基因工程技術是利用分子生物學和分子遺傳學的相關知識，對DNA進行重新拼接組合，構建雜種DNA分子并導入受體細胞，以得到新產物或新性狀的一種基因操作技術[3]。基因工程技術在食品原材料生產中經常得到應用。例如，食品加工人員在食品原材料再加工過程中，可以利用基因工程技術對加工食品中的碳水化合物、蛋白質等進行有效調控，以提高加工食品的品質。此外，將基因工程技術應用到碳水化合物類食品生產加工中，能夠改變食品原材料中的淀粉含量；將基因工程技術應用到蛋白質類食品原材料的培育與生產中，能夠改善農作物的品質。轉基因大豆等高含量氨基酸和蛋白質食品的出現，就是利用基因工程技術進行培育和改造的結果。另外，將基因工程技術應用到日常肉制品和乳化制品加工中，能夠有效改善其中蛋白質和碳水化合物的質量，同時也能夠大幅度提升蛋白質食品的產量。

（3）酶工程技術是將需要催化的動植物和微生物細胞以及酶等原料與高效的催化酶放置于同一生物反應容器中，然后利用生物酶的有效催化功能，使原材料的化學性質發生變化并產生不同的作用，從而改變生物性狀或提升生物品質的一種現代生物技術。酶工程技術廣泛運用于食品加工中。例如，谷類、薯類和豆類食物的生產與加工，可以通過酶的科學有效調節來增加它們的淀粉含量，具體是利用酶的催化作用實現食物材料的品質轉換，從而提升食品的價值。在這當中，酶工程技術的應用為食品品質提升帶來了重要的保障。在焙烤食品、飲料、肉制品以及乳制品等食品的加工中，酶工程技術得到廣泛應用且應用效果良好，也有效提升了企業的經濟效益。另外，應用生物酶工程技術可以提高食品安全防護的效益。例如，采用了生物酶工程技術的食品能更好地促進人的腸胃消化，還能使一些食物的保質期延長。這一切說明，酶工程技術的應用確實能推動食品行業的發展進步。

3 食品檢測中生物工程技術的應用

隨著人們的生活品質提升，食品無論是在種類上還是在數量上都發生了很多的改變。但當前人們也面臨著食品安全問題，所以需要通過生物工程技術來檢測食品的安全性。生物工程技術的準確性、便捷性、靈敏性提升了食品檢測的效率，使食品成分的檢測時間與速度得到明顯提升，能敏捷地分辨出有害成分[4]。生物工程技術運用于食品檢測中能夠保證食品的安全性，是在食品安全檢測工作中的最重要一環。切實在食品檢測工作中運用好生物工程技術，最關鍵的是掌握好分子生物技術、免疫檢測技術、生物芯片技術等，以實現檢測技術的整體優化。

（1）分子生物技術是從分子層面對食品功能和結構進行科學研究。分子生物技術是在分子這一水平上通過對蛋白質和核酸的研究，獲得研究對象的特征和性質，并利用其特征與性質在分子結構水平上進行操作，從而實現人們對食品的生物學改造的一種技術方式。例如，運用分子生物技術的PCR技術來檢測酸奶、腐乳、食醋等食品中的微生物。目前分子生物技術已經被運用到多個行業領域當中，通過研究生物分子結構和組織來提升食品檢測的準確度，核酸分子雜交和多聚酶鏈式反應是其中的常規技術，其靈敏性很高，應用起來較為方便。生物傳感技術能夠對樣品進行選擇性響應，它通過電信號來判斷食品中某物質的濃度，實現定量分析的要求。這種技術的準確性更高，能夠實現對食品添加劑、霉素以及新鮮程度的有效檢測。

（2）免疫檢測技術其實是將免疫反應與現代測試技術有機結合的表現形式，它利用生物超微量的元素進行檢測，結合抗原反應與抗體反應原理，實現對于食品質量安全的評估與分析。換言之，免疫檢測技術主要是依靠敏感的生物感受器、有效的信息傳感器和高效的樣品呈現放大器等檢測工具，并依靠抗體與抗原之間的化學反應來實現食品有效檢測的一種生物工程技術。這種免疫檢測技術和酶檢測技術一樣，都是食品檢測中常用的檢測方法。這種技術，主要是通過觀察檢測對象的狀態，分析其抗原的含量與性質，并制作出具有明顯反應特征與酶催化特征的、帶有自身特殊標志的抗體，然后在與抗原發生生物化學反應后，再添加可以顯示特色顏色的底物，如試紙，由此觀察底物反應，得出是否符合免疫要求的結論。例如，可以通過酶檢驗試紙檢測出果品和菜品表面殘留的化學農藥成分，把檢測結果反饋給瓜果蔬菜的種植者和經營者，改進和優化瓜果蔬菜的種植和供應，從而減少有毒果品和菜品對人體健康的危害。

（3）生物芯片技術是通過生物芯片模型和相關設備來檢測生物的活性反應，并通過數據的采集來進行軟件分析，不但能夠確保信息的高效率獲取，同時也實現了自動化分析。生物芯片是通過光導原位合成方式將大量生物分子有序固化在支持物表面，然后組成密集二維分子并排列，與已標記的待測生物樣品雜交，最后通過特定儀器的高效掃描和計算機數據分析計算等構建的生物學模型[5]。這種生物工程檢測技術也被廣泛運用于食品檢測之中。例如，在食品微生物安全檢測中，運用生物芯片技術能夠準確、高效地檢測出食品中的病原性微生物及其污染情況，從而根據污染情況采取對應防治措施，避免這一類的致病微生物對人們的身心健康造成危害。另外，生物芯片技術還可應用于轉基因食品的檢測中，以幫助人們有效區分轉基因和非轉基因食品。

4 結語

在食品研發、加工和檢測過程中應用現代生物工程技術能夠顯著提升我國食品生產的效率和質量，從而發揮出生物工程技術在食品生產領域的科學作用和應用價值。從某種程度上來看，通過對生物工程技術的繼承、開發和應用，能使我國食品研發、加工和檢測環節更好地滿足人們的食品需求和食品安全需要，有效推動了我國食品工業的科學發展。