食品工业生物技术

食品工业生物技术（共6篇）

篇1：食品工业生物技术

1超声波清洗技术

超声波清洗技术在制药工业中应用较广，其主要原理是利用超声波传播速度随着介质的变化而产生速度差，从而在界面上形成剪切应力，导致分子与分子之间、分子与管壁间结合力的减弱，阻止垢晶体附着在管壁或器壁上。超声波在流体介质中的空化作用所产生的强大压力可以加速Ca2 、Mg2 的析出，并能够将已析出的碳酸盐垢及颗粒杂质击碎成细小的颗粒而悬浮于介质中。超声波在流体中空化所造就的高温高压特殊物理环境会加速化学反应，以改变垢物的结垢条件。因此，超声CIP防垢技术迅速崛起，清洗效果广受好评。

2干冰清洗技术

干冰清洗技术最早起源于美国，其将干冰颗粒作为喷射介质用于清理各种顽固的油脂及混合附着物，取得了良好的效果，是一种新型的清洗技术。20世纪80年代，随着干冰生产设备的日趋小型化、低成本化，干冰清洗技术不断地被工业用户认可，越来越广泛地应用于各个领域。

干冰喷射清洗机经过改进，喷射压力由原来的1.14MPa下降到现在的0.15MPa，由原来的双管喷射改为单管喷射，新的喷嘴技术使设备迅速小型化，设备的易用性和经济性以及清洗效果明显提高，带给用户实际的利益。

ColdJet公司为该领域的领先者，现在干冰清洗已经被美国各行业所普遍采用。欧洲、日本等发达国家的应用也很普遍，德国、瑞士、丹麦、英国、意大利等国家均有实力较强的干冰清洗企业。我国的干冰清洗技术始于20世纪90年代。

干冰清洗技术除在工业、化工、服务行业有广泛应用外，还可应用于食品及医药领域。在食品及饮料行业中，干冰CIP技术在清除粘附在传送带、炉膛、烤盘、滚轴和运送设备上的积碳等污垢进口泵 卡斯特红酒，具有无可比拟的优越性。AnheuserBusch.Inc.，BlueBellCreamery，FritoLay等酒类及食品公司都先后采用干冰清洗技术。丹麦知名啤酒生产商嘉士伯和Tuborg、意大利Nutella都在把干冰清洗技术引进了生产流程，实现了在线自动清洗;在医药领域，干冰清洗技术有安全环保的优点(如干式、无毒、低温杀菌等)，NovoNordisk(诺和诺德)制药的整个生产过程都采用干冰清洗技术。

干冰清洗设备主要分为两个组成部分。第一是干冰生产设备，第二是干冰喷射清洗机。

干冰生产设备通常是以液态二氧化碳为原料，在低温液体泵的驱动下通过节流喷嘴，喷射入收集腔体，一部分液态二氧化碳瞬间气化，另一部分变成雪花状固体微粒，经过成型模具的挤压形成各种不同的块状或颗粒状干冰成品。在干冰清洗中，使用的通常是直径3mm，长度5～10mm的圆柱状干冰颗粒。

干冰喷射清洗机以0.15MPa，流量为2m3/min以上的洁净压缩空气作为动力气源，通过机械供料系统，将干冰颗粒均匀地输送到空气喷射管道中，通过在管道中与空气混合加速，最终以2～3马赫的速度，冲击工作面以达到清洗的目的，如图4所示，

当其以高速喷射到物体表面时，冲击动能瞬间使干冰颗粒气化，并且吸收大量的热，在清洗表面产生剧烈的热交换，迫使附着物骤冷收缩、脆化，而且通常附着物和基底材料具有不同的膨胀系数，表层与内部的温度差将破坏两种材料间的结合，瞬间的快速收缩能够撕开非结构性连接，同时干冰在千分之几秒的气化过程中体积骤增800倍，这样就在冲击点造成“微型爆炸”，有效击落附着物，气化后干冰变为二氧化碳气体，没有残留，不产生废物。由此可见，干冰清洗具有独特的热学效应和力学效应，特别是当被清洗物体处于在线状态具有较高的温度，或附着物具有明显的冷脆性时效果更佳。

因干冰有消毒功效，故清洗后的物体表面即成为“清洁表面”。因此，作为一种消毒性清洗，还可以作为产品包装前的最后一道清洗，其在食品及医药产品生产领域的应用有巨大的潜在市场，应给以重视及开发。

由于干冰清洗后只留下清洗下来的污垢，干冰颗粒已经气化成二氧化碳气体，没有其它的化学残留，对环境不造成污染，而传统的洗涤剂清洗对水体和环境会造成二次污染。在国外，干冰清洗技术得到一系列的安全认可，符合美国农业部(USDA)，食品与药物管理局(FDA)、环境保护局(EPA)的安全要求。可以用于食品、卫生行业，而且不会对从业人员造成化学侵害，它是化学清洗剂的理想替代品。

3化学清洗技术

化学清洗技术既指利用化学清洗剂溶解污垢的作用、水的溶解及冲刷作用、温度作用，对容器设备和管道内表面进行清洗，达到工艺要求，从而实现 CIP的方法。通过清洗，可除去残余产品、蛋白质、树脂、油等沉淀，除去有机和无机盐类以及容器表面的微生物，达到一定清洁度。可以说，化学CIP技术是目前医药工程的主流清洗技术。

化学CIP系统主要包括清洗剂站(洗涤杀菌液配制、贮存)、循环调节系统(输送泵、回收泵、管道和阀门)、控制系统和执行系统(洗罐器)等。

4高压水射流清洗技术

水射流清洗技术在食品及制药工业过程仍是不可替代的，因此，改进现有的水射流清洗工艺和设备具有现实的经济意义。

改进的主攻方向包括：(1)水射流清洗喷嘴的改进。水射流清洗主要依靠它的高速度冲击，喷嘴把泵的(静)压力转化为速度，是水射流清洗工艺中最为关键的元件。目前，国内外喷嘴质量的差距主要表现在喷嘴的制造材质及加工工艺。为了改善喷嘴性能，降低能耗，可将流体力学理论与加工工艺性相结合，提高喷嘴性能;(2)开发节水、节能型水射流技术。由于水射流的水耗和能耗都太大，因此开发节水、节能型水射流技术是发展的必然趋势。

篇2：食品工业生物技术

关键词：喷雾干燥;食品工业;应用;现状

喷雾干燥是目前食品工业最常用的干燥方式之一，1872年美国人SameulPercy在其“干燥操作的改进及通过雾化将液体物料浓缩”的专利中清楚地论述了喷雾干燥过程的实质，为喷雾干燥设备的诞生作出了重要贡献［1］。自从1865年LaMont提出用喷雾干燥法来处理蛋品，喷雾干燥技术已有一个多世纪的发展历史了，但是在我国发展起步较晚，20世纪50年代吉林染料厂从前苏联引进的旋转式喷雾干燥机，用于染料的喷雾干燥［2］，从此喷雾干燥技术在我国得到了工业化的应用。随着喷雾干燥技术的完善和研究的深入，目前，这项技术已得到了广泛应用，尤其在食品加工业。20世纪初期首先应用于脱脂乳粉的制造［3］，后来，在乳品工业、固体饮料及固体调味料的制造上也广泛采用了喷雾干燥技术，从而使食品工业得到了长足的发展。

1喷雾干燥技术喷雾干燥技术的研究

始于19世纪初期，随着喷雾干燥技术在工业上的广泛应用，人们对它的基本原理和特点也进行了深入研究。

1．1喷雾干燥技术的原理

喷雾干燥基本原理是物料经过过滤器由泵输送到喷雾干燥器顶端的雾化器，利用雾化器将液态物料分散成雾滴，由于雾滴半径较小，比表面积和表面自由能大，且高度分散，雾滴表面湿分的蒸汽压比相同条件下平面液态湿分的蒸汽压要大，所以水分挥发极快，产品迅速得到干燥［4］。戴命和等根据质量守恒、能量守恒和牛顿第二定律推导了喷雾干燥过程一维双向静态数学模型，从理论上研究了喷雾干燥的热干燥机理，对提高喷雾干燥的技术水平具有重要意义［5］。

1．2喷雾干燥技术的特点

1．2．1干燥迅速，确保产品质量。食品中多含蛋白质和糖分，而蛋白质一般在60～80℃保持数分钟会产生变性，在高温下放置也会产生美拉德反应［6］。利用喷雾干燥，仅需3～10s就能够干燥产品，这样可有效抑制干燥过程中食品的热变性和芳香成分的损失，确保了产品的质量。

1．2．2干燥产品具有良好的分散性、流动性和溶解性。对于干燥产品而言，分散性、流动性和溶解性是产品质量的重要指标。在喷雾干燥过程中，产品的干燥是在热空气中进行的，所以产品基本上能保持与液滴相近似的球状［7］，从而具有良好的分散性、流动性和溶解性。

1．2．3生产过程简化、操作控制方便，适宜于连续化大规模生产。通过喷雾干燥获得的产品大部分都不需要再进行粉碎和筛选，从而减少了生产工序，简化了生产工艺流程。产品的粒径、松密度、水分，在一定的范围内，可以改变操作条件进行调整，控制管理都很方便，而且能适应工业化大规模生产的要求［7］。

1．2．4防止发生公害，改善生产环境。由于喷雾干燥是在密闭的容器中进行，能避免干燥过程中造成的粉尘飞扬，避免了环境污染［7］。

1．3喷雾干燥存在的问题

喷雾干燥技术的优点是显著的，但是其不足之处也是不容忽视的。其缺点主要表现在动力消耗大，体积传热系数和热效率均较低，设备体积大，易发生粘壁现象，一次性投资较大等［4］。尤其是粘壁问题，在喷雾干燥过程中如果发生粘壁物料由于长时间停留在热的内壁上，有可能被烧焦或变质，影响产品质量。周学永等对喷雾干燥粘壁的类型和原因进行了分析，提出了喷雾干燥粘壁的3种类型:半湿物料粘壁、低熔点物料的热熔性粘壁和干粉表面粘附，并提出了解决各种类型粘壁的方案［8］。

2喷雾干燥在食品工业中的应用

2．1喷雾干燥在果蔬粉生产中的应用

我国是农业大国，果蔬产业在国内已成为仅次于粮食的支柱产业［9］。果蔬粉因其具有独特的优点，不仅能克服果蔬不耐贮藏、容易腐烂变质等缺点，而且能够满足人们对果蔬多样化、高档化和新鲜化趋势的需求，所以具有广阔的开发前景。果蔬粉制备技术较多，譬如，喷雾干燥、热风干燥、真空冷冻干燥、微波干燥、变温压差膨化干燥及超微粉碎技术等［10］，但喷雾干燥因其特有的优点，使其在果蔬粉的加工中占据着十分重要的位置。VaibhavPatil等应用响应面法(ＲSM)优化番石榴粉喷雾干燥工艺，当进口温度为185℃和麦芽糊精浓度为7%时，番石榴粉含有丰富的维生素［11］。王雅臣等研究了经酶处理的野木瓜速溶固体饮料的工艺条件，结果表明，野木瓜经酶处理，在进风温度为175℃下进行喷雾干燥，可得到口味丰富、酸甜适宜的野木瓜速溶固体饮料［12］。狄建兵等以山药为试材，将其预煮制浆后采用喷雾干燥制粉，料水比为1∶2g/ml，进风温度为160℃，进料量为500ml/h，助干剂添加量为4%时，制成的山药粉色泽洁白、粉末细腻、质量评价较高［13］。

2．2喷雾干燥技术在速溶茶饮料中的应用

速溶茶饮料是一种能够迅速溶解于水的固体饮料茶，因具有冲饮携带方便、冲水速溶、不留余渣、农药残留少、易于调节浓淡或容易同其他食品调配等许多特点［14］，所以越来越受到人们的青睐。毕秋芸以灵芝与红茶为原料，采用喷雾干燥技术研究了灵芝红茶固体饮料生产工艺条件，其最佳配方和工艺条件为红茶浸提液添加量为15%、灵芝浸提液添加量为35%、柠檬酸添加量为1%、白砂糖添加量为8%、麦芽糊精添加量为15%;喷雾干燥最佳工艺条件为进风温度为180℃、出风温度为80℃、进料量为25ml/min［15］。程健博等以黑苦荞麦为主要原料，采用喷雾干燥技术，研究制作速溶红枣黑苦荞奶茶的加工工艺，确定关键工艺喷雾干燥的进风温度为185℃，出风温度为90℃［16］。

2．3喷雾干燥在食品添加剂中的应用

食品添加剂既能改善食品的色、香、味等感官品质，也能在一定程度上满足产品防腐和加工工艺的需要，大大促进了食品工业的发展，并被誉为现代食品工业的灵魂［17］。但是由于某些食品添加剂易受环境中光、氧、温度、水分等因素影响及食品添加剂自身存在的异味、臭味、辛辣味等不良气味，严重影响了其在食品中的应用，阻碍了食品工业的发展。20世纪随着微胶囊技术的诞生，这些问题都迎刃而解，而微胶囊技术的关键就是喷雾干燥。NgLayTze等研究不同的麦芽糊精浓度和喷雾干燥入口温度对火龙果甜菜红素含量的影响，得到的最佳喷雾干燥条件是入口温度155℃和20%的麦芽糊精浓度［18］。刘楠楠以明胶、阿拉伯胶为壁材，采用复合凝聚法对葱油香精进行包埋，以微胶囊包埋率为评价指标，采用响应面分析法优化了影响包埋率的主要因素:壁材浓度、芯壁比和pH［19］。研究发现，复凝聚法制备葱油香精微胶囊的最佳工艺参数为:壁材浓度为1．82%、芯壁比1∶1．87、pH4．16，并在此基础上，采用喷雾干燥法可以制备出葱油香精微胶囊白色粉状产品，微胶囊粒径大小较为均一，体积平均粒径为65．54μm。

2．4喷雾干燥在保健食品中的应用

近年来，随着居民的经济和生活水平不断提高，一些现代文明病，如高血压、高血脂、糖尿病等也不断涌现［20］。鱼油中富含ω-3系多不饱和脂肪酸(DHA和EPA)，具有抗炎、调节血脂等功效［21］，被誉为保健食品中的“常青树”［22］。随着我国国民经济的持续发展和城乡居民生活水平的不断改善以及人口老龄化的不断加剧，鱼油市场不断扩大，鱼油消费也开始迅速增长。但是由于鱼油中的多不饱和脂肪酸(DHA和EPA)极易氧化［23］，严重阻碍其在保健食品中的应用及市场需求，而鱼油微胶囊化不仅可以有效防止其氧化变质，而且能够掩盖鱼腥味。SriHaryaniAnwar等研究了各种干燥方法制备的微胶囊鱼油，比较了喷雾造粒干燥(SG)、喷雾干燥(SD)、冷冻干燥(FD)3种方法制备的微胶囊鱼油的稳定性［24］。蜂胶含有丰富而独特的生物活性物质，具有抗菌、消炎、止痒、抗氧化、增强免疫、降血糖、降血脂、抗肿瘤等多种功能，对人体有着广泛的医疗、保健作用，是一种具有较高保健功能的产品［25］。张英宣采用喷雾干燥法对蜂胶提取物进行微胶囊化处理，通过测定微胶囊化蜂胶中主要活性物质总黄酮的活性，探讨蜂胶喷雾干燥法微胶囊化的工艺［26］。试验表明，以阿拉伯树胶和糊精1∶1比例混合作为壁材，固形物含量为20%，芯材与壁材比例为1∶4，进样量20ml/min，进风压力为0．2MPa，微胶囊化蜂胶中总黄酮的活性最高。

2．5喷雾干燥技术在其他食品领域的应用

随着喷雾干燥技术研究的深入，以及人们对食品的风味和营养价值的要求不断提高，市场上出现了越来越多的由喷雾干燥法生产的食品，如蛋黄粉［27］、杂粮粉［28］、调味粉［29］等。由于经济的发展，人民生活的改善，不少地区民众杂粮谷物的摄入量有所减少，而杂粮谷物中富含膳食纤维、矿物质等，这些物质又是机体不可或缺的，所以谷物粉备受消费者的喜爱。李居男以喷雾干燥技术为主要载体，对山药、黑米、玉米、荞麦、橙子等多种谷物及水果进行了制粉处理，并评价了喷务干燥处理对其中功能活性成分的影响［30］;以各种喷雾干燥粉剂为基料，调配了4种冲调型功能性饮料。此外，喷雾干燥技术也常用于婴儿营养食品的加工中［31］，最常见的就是婴儿奶粉的加工。沈国辉等采用喷雾干燥技术制备微胶囊婴幼儿奶粉的研究表明，添加DHA微胶囊的婴幼儿奶粉最佳工艺条件是:均质压力为40MPa、均质温度为40℃、喷雾干燥进风温度为170℃、出风温度为80℃，在此条件下制备添加DHA微胶囊的奶粉，在产品保质期内质量指标极为稳定，未发生任何不良反应［32］。

3结语

喷雾干燥在食品工业中的应用已有多年的历史，最早只应用于奶粉的制造［33］，目前已广泛应用于食品工业，因其本身的优点，既克服了物料不易贮藏的缺点，又保留了物料的营养价值，为人们的健康提供了更好的保障［34］。随着对喷雾干燥技术和设备的深入研究与开发，以及人们对食品的风味和营养价值的要求不断提高，市场将出现越来越多的喷雾干燥产品，食品工业必将加速发展，前景广阔。

参考文献

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［2］黄立新，王宗濂，唐金鑫．我国喷雾干燥技术研究及进展［J］．化学工程，2001，29(2):51－52．

［3］孙厚良．喷雾干燥在环保领域中的应用［J］．林产化工通讯，2005，39(6):92．

［4］林文，王志祥．喷雾干燥技术及其在制药工业的应用［J］．装备应用与研究，2009(11):36－37．

［5］戴命和，孙宁．喷雾干燥过程的热干燥机理研究及其仿真［J］．湖南工程学院学报，2001，11(2):38－39．

［6］李勇．喷雾干燥设备的设计开发［J］．中国乳品工业，1995，23(1):40－41．

［7］金国淼．干燥设备［M］．北京:化学工业出版社，2002:155－164．

［8］周学永，高建保．喷雾干燥粘壁的原因与解决途径［J］．应用化工，2007，36(6):599－602．

［9］刘华敏，解新安，丁年平．喷雾干燥技术及在果蔬粉加工中的应用进展［J］．食品工业科技，2009，30(2):304．

篇3：真空浸渍技术在食品工业中的应用

1 真空浸渍原理及特点

将物料置于真空、低温环境下时,物料内部气体外溢、食品内的液体汽化蒸发,导致物料内部压力降低。此时将物料置于浸渍液中,在细胞内外压力差的作用下,浸渍液的扩散性和渗透性增强,浸渍效率得以提高。图1为真空浸渍过程示意图。

真空浸渍的优点首先体现在有助于提高产品质量,具体表现在以下几方面:

(1)在真空下,由于气体膨胀去除了泡孔中的部分氧气,真空浸渍可以在不使用抗氧化剂的情况下有效地防止褐变过程;

(2)真空浸渍处理的操作温度较低,可将植物组织的热损伤降到最小程度,同时还可保护颜色、风味、香味以及热敏营养组份,大大提高了多孔结构食品的质量;

(3)真空浸渍有利于减少物料塌陷和细胞破裂,降低物料在后续干燥、罐装或冻结过程中的汁液损失,提高食品的品质;

(4)真空浸渍工艺可以有选择地将固定剂、抗氧化剂、微生物抑制剂以及其它功能性食品成分渗入物料的泡孔结构中,从而提高产品品质并延长货架期;

(5)真空浸渍能够创造一个抑制细菌生长的低氧环境,保障了食品的卫生性和安全性。

其次,真空浸渍有利于节约能源。它无需对产品加热即可去除部分液态水,从而可降低后续加工过程中所需能量。

第三,真空浸渍可使浸渍反应加速,大大提高了生产效率。

影响浸渍效果的因素有:溶液的性质、物料的组织结构、物料的尺寸和形状及加工条件,包括物料预处理、温度、浸渍液浓度、真空压力、真空浸渍时间、复压时间、搅动条件及溶液与物料比等。目前研究较多的因素主要有浸渍液种类、浸渍液浓度、真空压力及时间、浸渍温度等。

2 真空浸渍在食品加工中的应用

目前,真空浸渍技术在食品加工中的应用已非常广泛。它不仅可用于生产浸渍食品,还可用于干燥、冻结前的预处理及功能性食品的开发。

2.1 真空浸渍用于蜜饯、干果等食品加工

目前在国内,真空浸渍技术主要应用于水果类、瓜类、蔬菜类蜜饯、干果等的食品加工过程。将真空浸渍用于蜜饯加工,可使浸渍时间大大缩短,使其含水率根据产品要求控制在18%以下,生产过程中无需加入化学添加剂;产品色泽美观、口感舒适、外观干爽、易于保存。经张璐等人研究,采用真空浸渍和真空低温干燥技术可加工出保持原有色泽、Vc含量分别可达560mg/100g和468mg/100g的猕猴桃干制品和果脯[1]。

将真空浸渍用于低糖山楂果脯加工中,可得到低糖果脯。经孔瑾等人研究表明,引入真空技术,在相同工艺条件下,随着抽真空时间和浸渍时间的延长,渗糖率呈增高趋势;但5h之后,作用并不明显。对低糖山楂果脯的加工,采用填充和真空渗糖技术,可以使其达到充盈、饱满的低糖果脯标准[2]。

真空浸渍也可用于固体果茶生产工艺中,将一种或几种果蔬经真空低温初干燥后,形成疏松脱水的果茶基料,利用真空浸渍技术将复合果汁引入基料中,再在真空低温状态下干燥形成最终产品。郑晨升等人研究了苦瓜基固体果茶的真空加工工艺方案,给出了其配方、加工工艺流程,通过产品理化指标、微生物指标、质量指标、感官指标的分析表明在固体果茶生产工艺中运用真空浸渍、脱水机理可有效提高产品质量,降低生产成本[3]。

2.2 真空浸渍用于干燥前预处理

传统的高温空气干燥方式不仅能耗大,而且由于在高温下处理,会损失食品风味和营养。将真空浸渍用于食品干燥之前的预处理,可以在干燥之前就减少物料中的水分含量,从而达到节能的目的,同时还可使物料吸收功能性的溶质,如微生物抑制剂、抗氧化剂、防褐变剂等,以提高产品的质量。Barat等经研究得出苹果片在180mbar下,经VI处理5min,真空浸渍对苹果片的重量及溶质浓度变化影响显著[4]。

Fito等阐述了真空浸渍对水果泡孔结构形成的影响,它可以改善干燥水果的外形[5]。

Kim等研究指出使用真空浸渍预处理(不加SO2护色剂)后,在后续的干燥和贮藏中可以增加产品色素的稳定性[6]。

Nietod等研究指出,由于真空浸渍过程中葡萄糖渗入细胞组织,减小了苹果在干燥处理中的水分转移及容积收缩变形[7]。

预脱水后的果蔬不仅可以作为干燥处理过程的中间产品,加入到许多产品中,如可添加到谷类食品、烘焙食品及调味食品中,还可直接食用。这更拓展了真空浸渍预脱水工艺的应用范围。

2.3 真空浸渍用于冻结前预处理

冻结是一种传统的食品保存方法,它能较好地保存食品的营养。然而在冻结过程中食品中水的相变破坏了细胞的完整性及细胞间隙,增加了解冻时食品的汁液损失。在冻结前应用真空浸渍工艺,减少可冻水的含量即可减少汁液损失,改善产品的质构,还能节约冻结时的能量消耗;同时,由于提高了食品浓缩液的玻璃化转变温度,使得冻结食品质量稳定。

在真空浸渍过程中,同时使用冷保护剂或冷稳定剂,还可减少可冻水的含量,降低冰晶在冻品中的危害[8]。Fito等经研究显示,浸渍溶液的浓度越高,可冻水的含量越少,解冻时的汁液损失就越少[9]。Martinez等用浓缩葡萄汁和果胶溶液对苹果进行冻前真空预处理,发现由于可冻水含量大幅降低,苹果的机械特性得以提高;同时因为提高了液相的玻璃化转变温度,冻品的稳定性也得以提高。同时果胶还能通过多聚糖凝胶形成细胞间“桥梁”,从而加强了细胞间质结构[10]。

谢晶等研究用添加过葡萄糖酸钙混合物或乳酸锌的20%及50%的高果糖玉米糖浆(HFCS)对苹果作冻结前真空浸渍处理,在6666Pa真空度下,浸渍15min,并复压30min,得出:浓度为20%的浸渍液对处理后的苹果理化性质的影响较小,而浓度为50%的浸渍液可去除冷冻前苹果中的部分水分,使汁液流失减少57%～60%,同时还增加冻融后苹果柱的抗压能力。此外,添加有机锌的浸渍液有助于增加苹果在浸渍和冻融前后的颜色稳定性[11]。

2.4 真空浸渍用于营养功能性食品

功能性食品是指除具有普通食品所具有的营养和感官功能外,还含有一种或多种能提高人体防御机能、调节生理节律、预防疾病的靶向功能食品[12]。在人们愈益追求安全、营养、保健、方便、绿色的食品消费中,功能性水果存在较大的市场潜力,特别是对那些素食主义者,在水果中加入一定的矿物质,来满足他们每日所需的摄入量。

真空浸渍可作为一种有效的新产品开发方式,将我们所需的溶质引入食品的泡孔结构中,方便地修改和补充了食品的原始组成,增强了它的功能性。

Fito等首次从工程的角度评价了运用真空浸渍技术在果蔬中添加矿物质使其功能性增强的可能性。随着模型的建立和预测,实验证明了真空浸渍可有效地将矿物质、维生素或其他生物活性物质添加到果蔬中[13]。谢晶等研究了用含有Ca、Zn的HFCS浸渍溶液对新鲜的苹果片、草莓片进行VI处理,结果表明:200g新鲜苹果切片可提供15%～20%的Ca及超过40%的Zn含量(以日参考摄入量值为准);200g新鲜草莓切片可提供11%的Ca及23%的Zn含量(以日参考摄入量值为准);同时,Ca的加入可提高水果的质构,Zn的加入可提高颜色的稳定性[14][15]。

Gras等研究了用含低浓度Ca的蔗糖溶液对茄子、胡萝卜和蘑菇进行真空浸渍处理,得到Ca强化型食品,结果发现由于原料不同使得最终浸渍产品的结果大不相同。由于茄子和蘑菇具有较高的细胞间隙,可得到Ca含量较高的强化食品,而胡萝卜的Ca含量较少[16]。

丁志华、李保国等人研究了温度、溶液浓度和真空处理时间对真空浸渍强化萝卜的钙含量的影响,研究得出,浸渍溶液的温度与渗入物质的量呈线性下降关系,因此用真空浸渍技术进行功能性食品的加工时,外部溶液的温度不能过高;真空浸渍过程中,外部溶液浓度宜取与植物组织等渗的浓度;真空时间不能过长,也不能过短,需通过实验确定[7]。

真空浸渍还可将保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌富集到苹果组织间隙,从而获得富集乳酸菌的苹果粒制品。高蕙文等人经研究表明,温度35℃,抽真空时间10min,浸渍时间80min时,苹果粒对乳酸菌吸附率最高,达到80%以上。冷冻干燥的苹果粒色泽鲜亮,外形饱满,口感松脆,具有苹果的芳香,乳酸菌活菌达≥109CFU/g[18]。

徐珠洁等研究了复压时间、蔗糖溶液浓度、乳酸钙和葡萄糖酸锌添加量对真空浸渍强化苹果的钙、锌含量的影响,结果表明:当复压时间分别选择为30min和25min、蔗糖浓度30°Brix、乳酸钙添加量5%、葡萄糖酸锌添加量0.02%时,真空浸渍后每200g样品中对应的钙、锌元素含量可分别达到每日参考摄入量(DRI)值的16.53%和37.67%[19]。

3 展望

篇4：现代生物技术在食品工业中的应用

【关键词】现代生物技术；食品工业；功能食品；有效成分；食品添加剂

一、现代生物技術简介

生物技术包括传统生物技术和现代生物技术。传统生物技术包括酿造、酶的使用、抗菌素发酵、味精和氨基酸工业等，被广泛应用于生产多种食品如面包、奶酪、啤酒、葡萄酒以及酱油、米酒和发酵乳制品。它和新的生物技术之间既有联系，又有质的区别。

二、现代生物技术在食品工业中的主要应用

1.食品原料和食品微生物的改良，提高食品的营养价值及加工性能利用基因工程、细胞工程改造动物、植物、微生物资源向人类提供各种转基因食品和食品添加剂，一方面提高了农作物产量、改善农作物抗虫、抗病、抗除草剂和抗寒能力，另一方面使食品的营养价值、风味品质得到改善，食品储藏和保存时间有所延长。利用细胞工程技术培育出含水量大大降低的西红柿、洋葱、马铃薯新品种，培育出带咸味和奶味的适宜膨化加工的玉米新品种，获得了出油率高、不饱和脂肪酸含量较高的油料作物，以及我国已在田间试验中的超级水稻、转基因鲤鱼、高产奶量的转基因试管牛，等等。采用常规的诱变、杂交方法与细胞融合、基因工程技术结合进行菌种改造和采用基因工程和蛋白质工程技术构建“基因工程菌”，改良食品微生物的生产性能。

2.生产各种功能食品的有效成分、新型食品和食品添加剂通过转基因技术制造有利于人类健康的食品或有效因子，如低胆固醇肉猪、低胆固醇蛋和高特种微量元素蛋、人类血液代用品、高异黄酮大豆、高胡萝卜素稻米，等等。利用细胞工程技术生产各种功能食品和功能成分，如对人参、西洋参、长春花、紫草和黄连等植物细胞进行培养生产活性细胞干粉、L-苏氨酸、免疫球蛋白、生长激素，等等。

利用生物技术，特别是发酵工程技术生产食品添加剂。目前国内外重点研究开发的食品添加剂有甜味剂中的木糖醇，甘露糖醇，阿拉伯糖醇，甜味多肽，等等；酸味剂中的L-苹果酸，L-琥珀酸，等等；氨基酸中各种必需氨基酸；增稠剂中的黄原胶，普鱼兰，茁霉多糖，热凝性多糖，等等；风味剂中的多种核苷酸，琥珀酸钠，香茅醇，双乙酰；芳香剂中的脂肪酸酯，异丁醇，等等；色素中的类胡萝卜素，红曲色素，虾青素，番茄红素，等等；维生素中的维生素C，维生素B12，核黄素，肉碱；生物活性添加剂中的各种保键活菌，活性多肽，等等；防腐剂中的乳链菌肽，杀菌肽，瓜蟾抗菌肽，防御素，等等。可直接应用于食品生产过程的物质转化利用发酵技术、酶技术对农副产品进行加工，在食品加工过程中添加一些酶类可以改善产品的色泽、风味和质构。如用葡萄糖氧化酶可以除去蛋液中的葡萄糖，改善制品的色泽；奶酪的成熟；葡萄糖苷酶可用于果汁和果酒的增香；木瓜蛋白酶可分解胶原蛋白，用于肉的嫩化。

现代生物技术在肉、奶、水产品加工中也有广泛的应用，肉的加工保鲜方面主要是提高肉的综合品质以及瘦肉、肥肉、嫩肉的综合利用，水产品如人工淡水鱼、内脏、鱼眼、精卵巢中分离提取有效成分，开发研制保健食品和药品。

3.工业化生产预定食品或食品功能成分利用发酵工程生产功能食品或功能性成分，利用酶工程制取高蛋白富含多种氨基酸和微量元素的功能食品，如以动植物、微生物蛋白为原料，利用酶技术将蛋白质分解成多肽和氨基酸，可作为功能食品或营养强化食品的原料。利用乳糖酶水解乳糖，加工出低乳糖食品作为乳糖缺乏者的保健饮品。利用现代生物技术进行玉米的综合利用，为新型糖源、变性淀粉、玉米油、发酵酒精、环状糊精等产品的开发提供充足的原料。如从玉米黄浆水中提取玉米黄色素，可用于人造黄油、人造奶油、糖果、冰淇淋等食品中取代人工合成色素；从玉米皮制取膳食纤维；用玉米淀粉制取高纯度低聚异麦芽糖900型第二代功能性保健食品生物糖。

4.食品包装和食品检测方面的应用

现代生物技术在食品包装上的应用主要是制造一种有利于食品保质的环境，如葡萄糖氧化酶能除O2，延长食品的保鲜期，保持食品色、香、味的稳定性，被应用于茶叶、冰淇淋、奶粉、罐头等产品的除氧包装；溶菌酶能消除有害微物生的繁殖，而让某些有益菌得以繁殖，利用生物技术制造有特殊功能的包装材料如包装纸、包装膜中加入生物酶，使其具有抗氧化、杀菌、延长食品反应速度等。利用生物技术改变食物贮藏方式和贮藏期，如利用基因工程技术生产耐贮番茄等，延长货架期。

三、现代生物技术的前景与展望

展望现代生物技术在食品工业中的应用越来越广泛，它不仅用来制造某些特殊风味的食品；还用于改进食品加工工艺和提供新的食品资源。食品生物技术已成为食品工业的支柱，是未来发展最快的食品工业技术之一，具有广阔的发展前景和美好的未来。

【参考文献】

[1]陆德如.基因工程[M].北京：化学工业出版社，2002

[2]袁勤生.现代酶学[M].上海：华东理工大学出版社，2001

[3]李继珩.生物工程[M].北京：中国医药科技出版社，1998

[4]彭志英.食品生物技术[M].北京：中国轻工业出版社，1999

篇5：现代工业生物技术

现代工业生物技术 对人类生活的影响

现代工业生物技术对人类生活的影响

摘要：工业生物技术是社会经济可持续发展的战略高技术，对于应对能源短缺、资源紧张、环境恶化、经济衰退、气候变化、食品安全等一系列严峻挑战，对于建设绿色、低碳与可持续的产业经济体系具有重大战略意义。现代工业生物技术正在改变着人类的生活与思维方式，其发展有可能重新实现了人与自然的共存与进化，但也不可避免地产生法律、社会、食品安全、工农业生产、能源、环境等一些新的问题，令人们深思。

关键词：工业生物技术；发展趋势；现状；展望

前言：

在19—20世纪，人类的化学工业文明取得了辉煌成就，其主要特征是以化石资源为物质基础。化石资源是储量有限的不可再生资源，正走向衰竭。据估计，可开采石油储量仅可供人类使用约50年，天然气约75年，煤炭200—300年。进入21世纪，面临化石资源不断枯竭、环境污染日益加剧的严重局面，转向以可再生生物资源为原料，可再生生物能源为能源，环境友好、过程高效的新一代物质加工模式是必然趋势，这种加工模式的核心技术就是工业生物技术。

20世纪后半叶开始，分子生物学的突破性成就引发了现代生物技术发展的三次浪潮。这三次浪潮推动着一个以生物催化和生物转化为特征，以生物能源、生物材料、生物化工、生物冶金等为代表的现代工业体系的形成，在全球范围内掀起了一场新的现代工业技术革命。

工业生物技术是指以微生物或酶为催化剂进行物质转化，大规模地生产人类所需的化学品、医药、能源、材料等产品的生物技术[1]。它是人类由化石(碳氢化合物)经济向生物(碳水化合物)经济过渡的必要工具，是解决人类目前面临的资源、能源及环境危机的有效手段。

生物技术在工业上的应用主要分为两类，一是以可再生资源(生物资源)替代化石燃料资源；二是利用生物体系如全细胞或酶为反应剂或催化剂的生物加工工艺替代传统的、非生物加工工艺。

工业生物技术的核心是生物催化。由生物催化剂完成的生物催化过程具有催化效率高、专一性强、反应条件温和、环境友好等优势[2]。

中国高度重视工业生物技术的发展，2005年9月，由国家科技部中国生物技术发展中心组织了“首届国际生物经济高层论坛”在北京召开。在2006年颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中把“新一代工业生物技术”作为“前沿技术”列入规划。工业生物催化和生物转化的研究，是中国参与生物技术国际竞争的一个难得的机遇和切入点，也是我国生物技术应用研究的一个战略重点[3]，其最终目标是通过生物学、化学和过程科学的交叉，建立以生物催化和生物转化为基础的新生物加工体系[4]。

进入21世纪，随着化石资源与能源危机、环境危机的日益加剧，为了实现人类社会、经济的可持续发展，进一步建立人与自然的和谐关系，从根本上改变目前制造加工工业的生产模式，解决人类所面临的资源、能源和环境的问题。人类必须对传统的基于化学过程的物质加工模式（化学加工或化学制造）进行革命性转变，转向以生物可再生资源为原料，基于生物过程的环境友好的高效的物质加工模式。以生物经济取代化石经济是一种必然趋势，而生物经济的核心技术是工业生物技术。着眼于发展环境友好、过程高效的工业生物技术，有望对社会发展产生巨大的引领和带动作用，为实现人与自然和谐发展提供有效途径。

研究内容：

一、工业生物催化剂改性和提高

生物催化剂是生物催化和转化技术的核心。生物催化剂快速定向改造新技术已被用于上百个酶的进化，大大提高了生物酶的活性和效率。今后生物催化剂的研发与改进需要追求如下目标：性能更好(包括选择性、热稳定性、溶剂耐受性等)、催化范围更广、催化功能更多、催化速度更快、生产成本更低。这些目标可具体量化为：酶的温度稳定性提高到120℃—130℃、酶活性比现有的在水或有机溶剂中其活性增加100—10000倍、产率提高10—100倍、酶转化率达到现有化学催化剂的水平；耐久性达到几个月至几年；提高了固定化酶或微生物的活性。近年来，这方面的研究工作主要集中在极端微生物、未培养微生物、共生微生物、非水相催化、分子定向进化、合理化设计等。

二、极端和未培养微生物资源库和极端微生物功能基因组学技术

工业生物催化面临产品低耗、高价值化和产品形式多样化的挑战，要应对这一挑战，必需首先获得合适的生物催化剂。生物催化剂的来源主要有两种，一是从已有的菌种或酶种资源库中直接获得，二是从大自然中筛选获得。可是这些现有的资源库远远不能满足工业生物催化的需求。

从自然界中筛选所需要的菌种是目前工业生物催化剂技术的主要特点，大部分成功的高产工业化菌株是从自然界筛选得到的野生型菌株。但是，目前人类筛选生物催化剂的范围十分有限，仅占微生物总数的0.1％～1％，需要拓展筛选的范围。

美国、日本、欧洲等国对新来源的菌种（包括极端微生物与未培养微生物）的研究非常重视，特别是耐热、耐酸碱、耐盐和耐有机溶剂等的极端微生物在工业生物催化应用上引起了人们极大的兴趣。如能提高生物催化反应温度，将会大大提高反应效率，缩短反应时间，降低成本。目前酶催化的最适温度为室温，如能提高到120℃以上，将会使目前的生物催化工艺反应效率提高20～50倍，大大降低成本。美国政府一份研究规划中指出，到2020年可实现酶在130℃下的催化反应。欧盟1997年启动了一项“极端细胞工厂”的研究计划。

未来极端微生物的主要研究方向为极端微生物的功能基因组学、蛋白质组学和转录组学，揭示微生物或酶在极端环境下保持稳定性的分子基础，对已知基因组序列极端微生物进行功能基因组学研究，有可能发现更多在极端物化条件下具有活性的新型生物催化剂，为开发新的工业生物催化工艺打下基础。

三、生物能源 生物能源主要包括生物乙醇、生物柴油、沼气、生物制氢等。为保障石油安全，美国、加拿大、欧盟、日本等国家在生物燃油的政策扶植和研发投入方面比较领先，取得了显著的社会效益和经济效益。

生物乙醇和生物柴油统称为生物燃油，是指从生物中提取燃油。与矿物燃油相比，生物燃油具有可生物降解、无毒性、对环境无害。并广泛可从可再生资源(例如粮食、油籽、糖类作物及其它植物)中提取的特点。生物燃油正成为储量日趋减少、价格逐年上升、对环境污染较重的矿物燃油的替代燃油。燃料乙醇是目前应用较广泛的生物燃料，是理想的汽油替代品，已在一些国家和地区广泛使用。

生物柴油产业发展也非常迅速，美国、加拿大、巴西、日本、澳大利亚、印度等国都在大力发展生物柴油。欧盟是世界上最大生物柴油生产和消费地区，欧盟成员国主要以油菜为原料生产生物柴油。同时生物丁醇等新型生物液体燃料也在开发过程中。

展望：

中国工业生物技术是国际上发展较早、产业规模最大的领域之一。近年来，在微生物资源、基因组学、蛋白质组学、代谢工程、酶蛋白分子进化等研究领域呈现出快速成长的良好势头。产业技术水平与产品产量也呈快速增长趋势，如丙稀酰胺、谷氨酸、柠檬酸、维生素C、青霉素等产品的产量已进入世界的前例；又如丙稀酰胺、维生素C、1,6-二磷酸-果糖、黄原胶、L-苹果酸等产品的技术水平已达国际先进或领先；在生物能源方面也取得了较大的进展。但是我国生物技术的研究和产业技术总体水平与世界先进水平仍有较大的差距，国外代谢工程菌的工业化成功例子虽然不多，但在我国尚无一例代谢工程菌株进入中试试验。由于国外已积累了较丰富的构建及使用代谢工程菌株的经验，未来5年内预期将会有一批产品至少在中试规模用工程菌生产。我国相关大学和研究机构虽已开展了一些微生物功能基因组、代谢工程等的研究，但大多数研究仍停留在前期的单基因操作阶段，而生物能源、生物材料和精细化学品的生物制造的研究和技术水平落后于发达国家10—20年。无论是原始创新的基础研究，还是技术创新性研究，整体水平都落后于发达国家，因此急需加强与工业生物技术相关的应用基础和技术开发的研究。

当前，工业生物技术已成为工业可持续发展的核心，正推动着一个以生物催化和生物转化为特征，以生物能源、生物材料、生物化工和生物冶金等为代表的庞大的现代工业王国的形成，以及一场以化石为原料的工业经济迈向生物质经济的现代工业技术革命的到来。中国正处于全面建设小康社会、迈向中等发达国家的关键发展时期，应针对自身社会经济发展的战略需求，充分挖掘能源植物资源和极端环境微生物资源的特色，发挥传统工业生物技术产业的优势，把握新一代工业生物技术创新发展的机遇，形成可持续的自主科技创新能力，形成我国工业生物技术综合性研发基地和国际化企业集团，以此带动形成规模化经济示范区。

工业生物技术在支撑新世纪社会进步与经济发展的技术体系中的地位已经被提到空前的战略高度，相关产业加速发展，已成为世界绿色经济的重要增长极。发展低碳经济，促进能源与化工原材料替代、工业节能减排，保障经济与环境协调发展迫切需要大力发展工业生物技术，国家已经部署了系列相关科技计划，并强化了保障措施。工业生物技术作为先导性战略高技术，争当实施创新驱动战略的突破口，预期经过“十二五”的科技攻关，产业技术水平将进入世界先进行列，为我国加快工业经济增长方式的转变和实现科技创新战略目标做出重大贡献。

参考文献： Gavrilescu M, Chisti Y.Biotechnology-a

篇6：食品生物技术综述论文汇总

【摘要】近年来，随着现代生物技术突飞猛进的发展，生物技术在食品工业中的应用日益广泛和深入，特别是基因工程技术、蛋白质工程、酶工程技术、发酵工程技术等现代生物技术，它的发展对于解决食物短缺，缓解人口增长带来的压力，丰富食品种类，满足不同消费需求，开发新型功能性食品具有重要的贡献。现以基因工程为主要内容，分析生物技术在食品工业中的应用。

【关键词】生物技术，食品工业，应用，展望

一、前言

生物技术是以生命科学为基础，利用生物的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理和技术相结合进行社会生产或为社会服务的结合性科学技术。它涵盖了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等学科,是研究生物学、医学、农业与食品科学的基础工具，广泛应用于医药、农业、食品、化工、环境保护等各个行业。生物技术是当今迅速发展的高新技术领域，是21世纪最具有发展潜力的新兴产业之一。随着科学技术与经济的发展，工业食品在人们生活中的重要性越来越突出，而生物技术这项高新技术的发展为食品工业的技术进步注入了新的血液。

二、生物技术在食品工业中的应用

(一)食品原料改良,提高食品的营养价值

利用基因工程、细胞工程改造动物、植物、微生物资源向人类提供各种转基因食品和食品添加剂,一方面提高了农作物产量、改善农作物抗虫、抗病、抗除草剂和抗寒能力,另一方面使食品的营养价值、风味品质得到改善,食品储藏和保存时间有所延长。我国利用基因工程技术培育的转基因抗病番茄、抗病甜椒,目前累计种植3,000多亩,耐贮番茄在室温下储藏56天,好果率达70%以上。

采用常规的诱变、杂交方法与细胞融合、基因工程技术结合进行菌种改造和采用基因工程和蛋白质工程技术构建“基因工程菌”,改良食品微生物的生产性能。生物技术已应用于啤酒酵母的改造,如将a-乙酰乳酸脱羧酶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,选育出分解b-葡萄糖和糊精的啤酒酵母,能够明显提高麦芽汁的分解率并改善啤酒质量;构建具有优良嗜杀其它菌类活性的嗜杀啤酒酵母已成为纯种发酵的重要措施。

（二）新型保健食品和食品添加剂的应用

1、在各种食品添加剂生产中的应用

随着科学和经济的发展，生物催化技术在发酵调味品和发酵食品的生产中发挥着越来越大的作用。食品添加剂在现代食品工业中占有重要的位置，不仅保证了食品的色、香、味、外形、新鲜度，延长了保质期，同时也改善了食品品质，提高了加工效率等。利用生物技术能够生产多种食品添加剂。如：抗氧化剂(VC、异VC钠、VE)、增稠剂(黄原胶)、鲜味剂(味精、I＋G、5－鸟苷酸)、甜味剂(阿斯巴甜、风味修饰蛋白(TMR）、果葡糖浆等)、色素(红曲色素、类胡萝卜素等)、木糖醇、肌醇等。生物技术在肉类香精中的应用主要体现在：酶技术被应用于肉蛋白质的水解中，产生高质量的肉蛋白酶水解物，进而生产出肉味更逼真、强度更高的天然肉类香精。微生物与酶已被证实在食品风味剂生产中有着不可替代的影响，同样，从改善食品风味的目的出发，外加风味酶处理也逐渐受到人们的重视。

2、在保健食品的功能性基料生产中的应用

功能性保健食品的兴起是食品工业新发展，食品的功能研究与基料的开发是21世纪的重大课题。目前开发的有酶法生产低聚糖、糖醇、多价不饱和脂肪酸、肽类，基因工程生产乳酸菌类如双歧杆菌、德氏乳杆菌等，发酵法生产细菌的糖如葡聚糖及真菌多糖等。此外，还有V-亚麻酸、花生四烯酸、单细胞蛋白等。

（三）生物技术在食品发酵工程的应用

发酵工程是将微生物学、生物化学和化学工程学的基本原理有机的结合起来，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。目前，生物技术已广泛应用于微生物菌种的改造和构建。其中在食品发酵中比较典型的就是对啤酒酵母的改造。Henderson等以质粒pEⅡ13∶1和pEHBⅡ作为载体，筛选出了具有分解葡聚糖和糊精的啤酒酵母，这种酵母能够明显提高麦汁的分解率并改善啤酒质量。由于生物技术育种具有较强的定向性，新的酵母会不断被开发出来。

当然，具有特定功能的微生物发酵工业也将是生物技术首先改造的领域，通过生物技术筛选出了生产抗菌多肽(如链菌肽)、组织改良酶(如丙氨酸转胺酶)的微生物。这些技术的成熟、发展及其研究范畴的扩大，无疑对食品保鲜和新型食品形态的开发产生积极的影响。通过生物技术进行特定功能食品酶制剂的开发也呈现出良好的发展趋势。大部分工业酶的生产都依靠微生物的代谢进行，酶作为一种特殊的蛋白质，理论上都能在工程菌的DNA上找到对应的核苷酸序列。同时，由于微生物的DNA序列相对高等生物来说结构简单，功能区域容易分析。因此，更易于进行基因工程改造。

目前，除了可以利用生物技术对传统的工业酶如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、糖化酶以及植酸酶进行改造，以提高其酶活性之外，通过生物技术定向改造的以前自然界所没有的新型酶制剂也被开发出来。近年来广泛研究了细菌发酵生产酒精以期得到耐高温、耐酒精的新菌种。例如，日本从土壤中分离得到一株酒精生产菌（TB-22），它能利用稻草，废木材和纤维素生产酒精。味精生产线广泛采用双酶法糖化发酵工艺取代传统的酸法水解工艺可提高原料利用率10%左右。在鲜牛奶生产酸性饮料工艺中，运用加入添加剂和。高压均质乳化的方法解决了酪蛋白 在酸性条件下产生沉淀分离的技术问题，为牛乳深加工创出一条新路，以上等等方面，无不为我们展示了发酵技术在食品科学中的诱人前景。1在食品发酵工业中的应用

（四）在食品资源改造中的应用

应用现代生物技术，特别是对DNA进行操作，将DNA从一个生物转化至另一个生物(重组DNA技术)，这样可以将任何生物的性状转移到植物、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。与此同时，人们采用细胞生物学的方法，建立了细胞融合技术和动物、植物细胞大量控制性培养技术，按照预定的设计改造遗传物质和进行细胞培养。基因工程和细胞工程技术的应用，一方面提高了农作物产量和改善农作物的抗虫、抗病、抗除草剂和抗寒等能力；另一方面，使食品的营养价值、风味品质得到改善，食品储藏和保存时间得以延长。

利用基因工程技术，不但可以成倍地提高酶的活力，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。例如，在奶酪工业中需要大量的凝乳酶，传统来源是从小牛的皱胃液中提取，随着干酪工业的发展，全世界每年大约要宰杀5000万头小牛，造成酶成本不断提高。现将小牛凝乳酶基因导入酵母或大肠杆菌中，构建基因工程菌，并已实现了工业化生产，为奶酪工业提供了廉价而充足的凝乳酶。据1995年统计，已有50％的工业用酶是用转基因微生物生产的。

（五）在食品分析检测中的应用

利用酶工程的固定化技术，制成酶电极、酶试纸等，可以快速、简便地测定食品中的化学成分，包括葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、酒精、谷氨酸等。值得一提的是作为食品安全卫士的农药残留速测仪所用的关键试剂——高活性酶已开发成功，并已在果蔬农药残留的快速检测中推广应用。可适用于叶菜、豆芽、瓜、果等，可检测有机磷类和氨基甲酸酯两大类，几十种剧毒、高毒农药。利用基因工程的DNA指纹技术鉴定食品原料和最终产品是否掺假，检测谷物、坚果、牛奶中所含的微量毒素如黄曲霉素等。利用核酸聚合酶连锁反应(PCR)技术可以迅速扩增DNA和RNA片断，使其达到能够检测出的数量，可用于检测食品中微量的细菌或病毒的污染等。

现代生物技术在食品包装上的应用主要是制造一种有利于食品保质的环境,如葡萄糖氧化酶能除O2,延长食品的保鲜期,保持食品色、香、味的稳定性,被应用于茶叶、冰淇淋、奶粉、罐头等产品的除氧包装;溶菌酶能消除有害微物生的繁殖,而让某些有益菌得以繁殖,被广泛应用于清酒、乳制品、水产品、香肠、奶油、生面条等食品中以延长保鲜期。利用生物技术制造有特殊功能的包装材料如包装纸、包装膜中加入生物酶,使其具有抗氧化、杀菌、延长食品反应速度等。利用生物技术改变食物贮藏方式和贮藏期,如利用基因工程技术生产耐贮番茄等,延长货架期。

（六）在食品包装中的应用

现代食品工业的发展和人们生活及生产模式的变化，用已有的包装技术很难满足人们对包装的要求。曾有很多专家呼吁用生物技术来改造我们的食品工业和包装工业。实际上，专家们所谈到的生物技术就是指现代生物技术。现代生物技术中最有望用于食品包装领域的可能是酶工程生物酶在食品包装上的应用主要是制造一种有利于食品保质的环境。它主要根据不同食品所含酶的种类来选用不同的生物酶，使食品所含不利于食品保质的酶受到抑制或降低其反应速度，最终增长食品的货架寿命。

可用于食品包装的生物酶种类很多，主要是葡萄糖氧化酶和细胞壁溶菌酶。葡萄糖氧化酶对食品有多种作用，在食品保鲜及包装中起的最大作用是除氧，可以延长食品的保鲜保质期。细胞壁溶解酶的最大特点是抑制某些微生物的繁殖，促进某些有益细菌繁殖，在食品包装上更多的是用作防腐。例如：细胞壁溶解酶中的卵清溶菌酶就被用作代替有害人体健康的化学防腐剂，对食物进行保鲜贮藏。利用生物技术还可生产生物可降解的食品包装材料,建立食品的质量检测方法,处理食品工业废水等,如用固定化酶技术制备酶电极、酶试纸,可以快速简便地检测食品中的化学成分。利用基因工程的DNA指纹技术可以鉴定食品原料和终端产品是否掺假,检测谷物、坚果、牛奶中是否含有微量毒素;利用PCR技术可迅速检测是否为转基因食品,利用生物转化、厌氧发酵等方法处理食品工业废水,使BOD、COD大大降低,达标排放。

三、生物技术在食品工业中的展望

生物技术是一门新兴的高新技术，它的迅猛发展必将影响到科技、工业、农业、医药、食品等诸多领域，它将有助于解决能源、粮食、疾病和环境污染等一系列全球性的重大问题，给全人类带来难以估量的经济效益。生物技术已深入到食品工业的各个环节，对食品工业的发展发挥越来越重要的作用。因此，生物技术必将成为新世纪的主要技术，它的发展必将给人们带来更丰富，更有利于健康，更富有营养的食品，并带动食品工业发生革命性变化。

（一）大力开发食品添加剂新品种

根据国际上对食品添加剂的要求，一是用生物法代替化学法合成的食品添加剂，迫切需要开发的有保鲜剂、香精香料、防腐剂、天然色素；二是大力开发功能性食品添加剂，如具有免疫调节，延缓衰老，抗疲劳，耐缺氧，抗辐射，调节血脂，调节肠胃功能性组分。

（二）发展微生物的保健食品

利用微生物生产食品具有独特的特点，繁殖过程快，在一定条件下可大规模生产，要求营养物质简单。如酱油、食醋、酒与双歧杆菌料、酵母片剂、发酵乳制品等微生物医疗保健品一样，有着巨大的发展潜力.食用菌不仅营养丰富，还含有许多保健品功能成分，应大力发展食用菌保健食品.（三）新生物资源的开发及利用

新生物资源包括一些未开发的植物、动物及微生物等，对中国而言，传统中药材是一个宝库，很多中药本身就是食品，这方面日本已十分先进，尤其是确定重要的品种规范，种植规范，成份的稳定性以及动物临床试验的验证，以制造出能够被世界广泛接受的功能食品.另外，海洋生物尤其是海洋藻类也是一个十分重要的生物资源。研究表明，大部分微藻含有生物活性物质，并且可安全食用。中国可使用的生物资源十分丰富，其中很多品种尚未开发，而其中一部分还具有十分优良的遗传特性..如果采用现代生物技术，相信中国食品工业尤其是功能食品工业会有长足的发展，并在世界食品工业占据重要地位。

21世纪的食品工业将是一个继续快速发展的行业，随着现代生物技术的进一步发展和应用，食品行业发生变革是必然的趋势。21世纪将是生物技术的光辉世纪，食品工业将成为现代生物技术应用最广阔、最活跃、最富有挑战性的领域，随着现代生物技术在食品领域的广泛应用，食品工业将不再是传统农业食品的概念，工业食品将在人们日常生活中占据重要的地位。我们要充分利用世界生物技术迅猛的锲机，重视食品生物技术的研究，利用现代生物技术，促进我国食品工业的改革，实现我国食品工业的健康有序地发展。

参考文献：

[1]张洪.现代生物技术在食品工业的应用[J].福建轻纺,1997,(8):1-3.[2]王嘉祥.生物技术在食品工业中的应用现状与前景展望[J].食品科学,2006, 27(11):605-608.[3]许新德,徐尔尼,高荫榆.生物技术在食品领域中的应用[J].食品工业科技, 1999,20(4):68-70.[4] Henderson R C, et al.Distribution of mosaicism in human placentae [J].Current Genetics,1985,(9):113.[5] 王树庆.利用基因工程构建优良啤酒酵母菌种[J].四川食品与发酵,1999,(1):11-13.[6] 冉艳红,彭志英,于淑娟.生物技术在食品资源开发中应用进展[J].广州食品工业科技,2002,18(2):56-59.食品生物技术 综述论文

题目：浅谈生物技术在食品工业中的应用及展望 院系：食品科学与工程学院 专业：油脂加工工艺学 班级：食品093 姓名：梅霄 学号：090107609 指导老师：汪老师