现代生物技术在食品工业中的应用现状及发展趋势

现代生物技术在食品工业中的应用现状及发展趋势生物技术包括传统生物技术和现代生物技术。现代生物技术和传统动生物技术之间既有联系，又有区别。传统生物技术，也可以称为第一代生物技术，是基于醋酸、乙醇和乳酸发酵为基础，经过长期的发展而建立起来的。现代生物技术则是在传统生物基础上发展起来的，以DNA重组技术的建立为标志，以现代生物学研究成果为基础，以基因或基因组为核心，生物技术产业以基因产业为核心，并辐射到各个生物科技领域。现代生物技术是20世纪70年代初在分子生物学、生物化学、生化工程、微生物学、细胞生物学和电子计算机技术基础上形成的综合性技术。

一、现代生物技术在食品工业中的应用现状

1基因工程（Gene

engineering）的应用

1.1改良食品加工的原料

应用基因工程技术，可以将任何生物的形状转移到植物、动物和微生物中，这项技术现已用于改造或转化当今用作食品的植物、动物和微生物。

1.1.1抗病、抗逆、抗虫、抗旱、抗除草剂系农作物

食品工业的原料相当大的比例来自农作物。目前涉及食品原料的转基因农产品有大豆、玉米、油菜、马铃薯、甜椒、番木瓜、西葫芦等。

我国研究和培育转基因水稻、大豆、西红柿和甜椒已获得成功。至今为止，获我国农业部批准投入商业化生产的转基因食品有一种耐储西红柿、一种抗黄瓜花叶病的西红柿和一种甜椒共三种产品。

1.1.2速生高产生物

应用基因工程技术生产某些畜用激素已投入批量生产，如增加产奶的重组激素Rbts，在不增加饲料消耗的情况下，生长激素可提高奶牛产奶量15%-20%，

并使猪日增重15%左右，且瘦肉比例也增大。

通过转基因手段可使动物获得优良性状。目前，生长速度快、抗病力强、肉质好的转基因兔、猪等陆续问世。

1.1.3具有特殊性能的基因工程

一项通过鸡蛋蛋清表达外源基因的技术，由复旦大学开发成功，培育出了低胆固醇鸡蛋蛋鸡，抗多种流行性新禽病等的新鸡品系。另据报道，经过十多年的研究探索，中国农业大学的科研人员，利用转基因手段，培育出SOD新品西红柿。最近德国某大学的研究人员成功培植出一种转基因胡萝卜，可释放出大量的乙肝疫苗成分，该方法比培养肝炎疫苗更加简单，且成本低廉。

1.2转基因技术和生物反应器

我国独立人工合成构建的苏云金芽孢杆菌（ICPS）晶体蛋白（BT）基因，已成功地转入我国棉花主栽品种中，获得了抗虫能力在80%以上的转基因棉花品系13个。利用细胞工程和转基因技术培育抗白粉病、赤霉病、黄矮病小麦研究，已成功地将基因导入普通小麦，而转抗肽基因的抗青枯病。马铃薯已筛选到抗性提高1-3级的株系系3个。这些转基因植物大量的培育和推广，使农业生产提高了生产率。据报道，日本培育出一种籽粒富含铁蛋白的转基因水稻，这种水稻可为成年人提供每日13-15mg需铁量的30%-50%。

近几年来，转基因动物也开始源源不断地出现，人们将所需的基因直接导入哺乳动物如鼠、兔、羊、猪的体内，使这种目的基因在哺乳动物的乳腺内表达，从而可以从这些转基因动物的乳汁中获取目的基因产物，此项技术已开始应用于生物医药产业的开发。这种利用转基因动物—乳腺生物反应器生产药物蛋白，不仅产量高，易提纯，表达产物经过充分修饰和加工，具有稳定的生物活性，而且投资成本低，药物开发周期短，经济效益高，澳大利亚科学家利用基因工程培育一种富含蛋白质的苜蓿新品种。豌豆中的白蛋白与其他植物中白蛋白不同，他在瘤胃中不分解，几乎全部被羊所吸收。用这种苜蓿新品种可促进羊毛生长，苜蓿作为理想的蛋白质饲料作物之一，21世纪将有很大的需求量。

1.3改良微生物的苗种性能

生物技术已用于啤酒酵母的改造，如将α-乙酰

乳酸脱羧酚基因克隆到啤酒酵母中进行表达，可降低啤酒双乙酰含量而改善啤酒风味，日本生物技术专家还将霉菌的淀粉酶基因转入酵母中使其能直接利用淀粉生产酒精，省掉了高温蒸煮工序，可节约60%的能源，生产周期大为缩短。

1.4应用于食品酶制剂的生产

酶制剂是从动、植物和微生物中提取制备的具有酶特性的高效生物活性物质，通常与少量载体混合而制成粉剂。从微生物细胞制备酶的流程一般包括破碎细胞、溶剂抽提、离心、过滤、浓缩、干燥几个步骤，某些酶则需纯度要求很高的酶剂须经几种方法乃至多次反复处理、利用基因工程技术不但可以成倍的提高酶的活力，而且还可以将生物酶基因克隆到微生物中，构建生物工程菌来生产酶，仅据1995年统计，已有50%的工业用酶是用转基因微生物生产的。

2细胞工程（cellengineering）的应用

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。主要由细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的产业。

2.1植物细胞培养技术

在人工控制条件下，以植物细胞培养的方法生产有用的植物次生代物。它不依赖气候和土壤条件，节省了土地，无微生物和虫害的侵袭。该技术运用于农作物的改良，使他们具有抗病、抗虫特性，使大多数植物的繁殖率大幅度增高，如：我国科学家利用胡萝卜细胞生产胡萝卜素已获得成功，繁殖速度快，周期短，并可实现工业化生产有着广阔应用前景。

2.2动物细胞培养技术

在动