食品生物技術(shù)論文

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1、食品生物技術(shù)的進(jìn)展與應(yīng)用09食品科學(xué)與工程班200904090117易志摘要：生物技術(shù)是以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物的特性和功能，設(shè)計(jì)構(gòu)建具有預(yù)期性狀的新物種或新品系，以及與工程原理和技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行社會(huì)生產(chǎn)或?yàn)樯鐣?huì)服務(wù)的結(jié)合性科學(xué)技術(shù)。它是一門跨學(xué)科的綜合性科學(xué)，是研究生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)的基礎(chǔ)工具，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、化工、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)行業(yè)[1]。生物技術(shù)主要包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程等5個(gè)方面內(nèi)容。本文主要介紹了幾種生物技術(shù)在食品行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及其新技術(shù)的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：食品；生物技術(shù)；基因工程；蛋白質(zhì)工程；酶工程；食品

2、工業(yè)；功能食品；食品添加劑食品生物技術(shù)就是通過(guò)生物技術(shù)手段,用生物程序、生產(chǎn)細(xì)胞或其代謝物質(zhì)來(lái)制造食品，改進(jìn)傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程，以提高人類生活質(zhì)量的科學(xué)技術(shù)。生物技術(shù)在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用已有幾個(gè)世紀(jì)，主要采用微生物發(fā)酵生產(chǎn)許多傳統(tǒng)的食品，如面包、酸奶、奶酪、啤酒、醬油等，始終與人類生活息息相關(guān)[2]。近年來(lái)，隨著許多新興的生物技術(shù)應(yīng)用于食品生產(chǎn)與開(kāi)發(fā)，促進(jìn)了食品工業(yè)的飛速發(fā)展，主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：一是利用基因工程、細(xì)胞工程技術(shù)對(duì)食品資源的改造與改良；二是利用發(fā)酵工程、酶工程技術(shù)將農(nóng)副原材料加工成商品，如酒類、調(diào)味品、酸奶類等發(fā)酵制品；三是利用生物技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，形成新的

3、產(chǎn)品，如許多功能性的低聚糖、食品添加劑等；四是利用酶工藝、發(fā)酵技術(shù)、生物反應(yīng)器等對(duì)傳統(tǒng)食品加工工藝進(jìn)行改造，降低能耗、提高產(chǎn)率，改善食品品質(zhì)。此外，與食品生產(chǎn)相關(guān)領(lǐng)域，如食品包裝、儲(chǔ)存、質(zhì)量檢測(cè)、三廢處理等方面，生物技術(shù)也得到越來(lái)越廣泛應(yīng)用[3]。1基因工程技術(shù)在食品行業(yè)中的應(yīng)用基因工程技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心內(nèi)容，即采用類似工程設(shè)計(jì)的方法，按照人類的特殊需要將具有遺傳性的目的基因在離體條件下進(jìn)行剪切、組合、拼接，再將人工重組的基因通過(guò)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，進(jìn)行無(wú)性繁殖，并使目的基因在受體細(xì)胞中高速表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)品或組建成新的生物類型[4]。塑料作為四大包裝材

4、料之一，由于其質(zhì)輕、強(qiáng)度好用量逐年遞增。但由于用石油產(chǎn)品制成的傳統(tǒng)塑料，其廢棄物很難降解，造成白色污染。因此，可降解塑料成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。目前PHB的生產(chǎn)成本依然太高，用細(xì)菌發(fā)酵生產(chǎn)PHB的成本至少是化學(xué)合成聚乙烯的5倍，這嚴(yán)重限制了PHB在商業(yè)上的應(yīng)用。為降低PHB的生產(chǎn)成本，提高PHB與傳統(tǒng)塑料的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，可向植物體內(nèi)引入PHB生物合成途徑，以植物為表達(dá)載體，利用CO2及光能合成PHB，是大規(guī)模廉價(jià)生產(chǎn)PHB的一種很有前景的方法，用轉(zhuǎn)基因植物來(lái)生產(chǎn)PHB是降低生產(chǎn)成本的較好選擇。在食品保藏、貯運(yùn)方式上，利用基因工程可延長(zhǎng)食物的貯藏期，改變傳統(tǒng)的貯運(yùn)方式。如通過(guò)

5、轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)的延熟番茄，主要通過(guò)乙烯合成途徑調(diào)控，抑制乙烯合成，從而達(dá)到延遲成熟、耐貯藏的目的。鄭鐵松[5]等報(bào)道，促進(jìn)果實(shí)成熟和器官衰老是乙烯最主要的生理功能，在果實(shí)中乙烯生物合成的關(guān)鍵酶主要是ACC合成酶和ACC氧化酶，在果實(shí)成熟時(shí)這兩種酶的活力明顯增加，導(dǎo)致乙烯含量急劇增加，促進(jìn)果實(shí)成熟。另?yè)?jù)劉全永[6]報(bào)道，采用基因工程技術(shù)，使外源性基因?qū)腭R鈴薯中，可賦予其特定的抗病性，從而大大提高了原材料的品質(zhì)。2蛋白質(zhì)工程在食品中的應(yīng)用所謂蛋白質(zhì)工程，就是利用基因工程手段，包括基因的定點(diǎn)突變和基因表達(dá)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，以期獲得性質(zhì)和功能更加完善的蛋白質(zhì)分子。由于蛋白質(zhì)

6、是由許多氨基酸按一定順序連接而成的，每一種蛋白質(zhì)有自己獨(dú)特的氨基酸順序，所以改變其中關(guān)鍵的氨基酸就能改變蛋白質(zhì)的性質(zhì)。而氨基酸是由三聯(lián)體密碼決定的，只要改變構(gòu)成遺傳密碼的一個(gè)或兩個(gè)堿基就能達(dá)到改造蛋白質(zhì)的目的。蛋白質(zhì)工程的一個(gè)重要途徑就是根據(jù)人們的需要，對(duì)負(fù)責(zé)編碼某種蛋白質(zhì)的基因重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，使合成的蛋白質(zhì)變得更符合人類的需要。蛋白質(zhì)工程是在基因重組技術(shù)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)之上，融合了蛋白質(zhì)晶體學(xué)、蛋白質(zhì)動(dòng)力學(xué)、蛋白質(zhì)化學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等多學(xué)科而發(fā)展起來(lái)的新興研究領(lǐng)域。其內(nèi)容主要有兩個(gè)方面：根據(jù)需要合成具有特定氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)；

7、確定蛋白質(zhì)化學(xué)組成、空間結(jié)構(gòu)與生物功能之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)從氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生物功能，設(shè)計(jì)合成具有特定生物功能的全新的蛋白質(zhì)，這也是蛋白質(zhì)工程最根本的目標(biāo)之一。2.1蛋白質(zhì)工程的基本途徑從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的核糖核苷酸序列（RNA）→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核糖核苷酸序列（DNA）2.2蛋白質(zhì)工程研究的核心內(nèi)容2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析。蛋白質(zhì)工程的核心內(nèi)容之一就是收集大量的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的信息，以便建立結(jié)構(gòu)與功能之間關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)，為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能之間關(guān)系的理論研究奠定基礎(chǔ)。