一、生物工程技术在食品生产中的应用
1.转基因技术对动植物源食品的改良
转基因技术的应用使得人们可以根据自己的意愿使动植物获得一些特定的优良性状,尽可能达到其最高的营养价值、产量或抗害能力,这就是我们平常耳熟能详的转基因大豆、转基因马铃薯等的原型技术,它在植物中的应用已经相对成熟,只是在动物中的应用还在研究阶段,需要我们进一步的探索。
2.l酵饮料的生产与改良
3.开发新型的食用资源
二、生物工程技术在食品加工中的应用
1.在食品保鲜防腐上的应用
消费者一直喜爱购买新鲜的食品,但是由于各类食品本身的特点或外在的环境原因,我们国家因食品腐烂问题每年造成的损失巨大,一些统计数字让人触目惊心,生物工程技术的出现大大缓解了这一问题。此技术一是利用食品与空气隔离,二是利用具有良好抑菌作用的保鲜剂,对食品起到保鲜防腐的作用,其中微生物产生的抗生素或抗菌肽,一些天然提取物中抑制酶活性的活性物质都可以得到很好的应用,以达到我们预期的理想结果。
2.生产食品的添加剂
三、生物工程技术在食品检测中的应用
1.生物传感器技术
生物传感器可检测食品中的细菌、病原菌、毒素及添加剂含量等项目,使用起来简单方便,准确度高。生物传感器有微生物传感器、酶传感器、组织传感器、细胞传感器及免疫传感器等,能够对待测物选择性的进行识别,发生响应,它简单实用,为食品检测提供了极大的方便。
2.免疫学方法
食品检测中的免疫学方法是根据抗原抗体的特异性结合发展起来的,检测食品时都是利用抗原抗体的体外反应进行的,此种方法成本低、分析速度快、可检测物种多,已广泛应用于食品的污染细菌、污染真菌、污染毒素以及食品中农药残留、成分掺假等问题的检测。
3.分子生物学技术
近年来分子生物学技术中的核酸分子杂交及PCR技术在食品检测中得到了很好的应用,这是在分子水平上对生物特点进行研究的学科,经过科学家们多年的潜心专研,此项技术已相对较为成熟。尤其是PCR技术它在食品检测时对待测物纯度要求低、敏感度高、特异性强,能检测食品原料种类、转基因食品、食品微生物等,使分子生物技术得到很好的阐释。
四、结语
综上所述,生物工程技术作为一项新兴产业不仅是在食品工业领域中的食品生产、食品加工及食品检测方面得到广泛应用,它在其他领域也起到了相当重要的作用,既满足了人们的需求又为人们缓解了面临的资源危机和环境危机,而且还有着很好的发展前景,它的出现为国家兴旺发达出了一份可靠的力量。
参考文献:
[1]姜思远,郭明英,吴艳玲.生物技术在食品生产加工与检测中的应用[J].内蒙古石油化工,2014(22)
[2]郭玉华,李钰金,吴新颖.生物技术在食品工业中的应用进展[J].肉类研究,2010(07)
关键词:生物技术;医药;食品;应用;展望;安全
一、医药生物技术
医药生物技术是生物技术首先取得突破,实现产业化的技术领域。在现代医药生物技术中,当前最活跃、应用最广泛的为基因工程技术和细胞工程技术,人们利用基因改造后的生物体可以制备大量的新的基因工程药物(所谓基因工程药物就是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质,然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来,经过一系列基因操作,最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去,这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞,在受体细胞不断繁殖过程中,大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质,即基因疫苗或药物),进而生产各种导向药物,各种特异性的免疫诊断试剂、核酸检测试剂、生物芯片等。基因工程药物已经走进人们的生活,利用基因治愈更多的疾病不再是一个奢望。
二、食品生物技术
作为一项极富潜力和发展空间的新兴技术,生物技术在食品工业中的发展将会呈现出以下趋势:
食品生物技术如同一把双刃剑,有利也有弊。转基因食品是不是有利,取决于转什么基因,或者基因转到什么食品里。因此,政府应该采取积极措施,随时公开基因食品的研究成果,以足以博取信任的方式与公众进行沟通。总之,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。随着它的不断发展,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。展望21世纪基因食品的发展,未来生物技术不仅有助于实现食品的多样化,而且有助于生产特定的营养保健食品,进而治病健身。
作者单位:中国药科大学
作者简介:童欣(1987年-),女,汉族,广东乐昌人,中国药科大学生科院2005级生物技术本科生
[1]林稚兰.功能性食品的热点与走向.北京大学生命科学学院.2005.05.11
关键词:食品生物技术;人才需求;职业能力
食品工业是我国国民经济的重要支柱产业。为适应现代食品工业的不断发展以及高职教育的新理念新要求,为现代食品工业培养食品生产、检验、管理、服务的高水平的技能型人才,我院在对本市食品生产企业进行充分调研的基础上,与生产企业人员充分合作,明确了食品生产企业主要工作岗位以及岗位职业素质及职业能力要求,确定了我院食品生物技术的人才培养目标,为构建以素质为基础、以职业能力为核心的专业课程体系提供了可靠的保证。
一、食品专业人才的需求情况的调研与分析
1.调研对象:(1)食品生产企业。调查对象以本市大中型食品生产企业为主,采用问卷调查与企业座谈相结合的方式。(2)近几年本校食品生物技术专业的毕业生。对近3年的我院食品生物技术专业的部分毕业生进行跟踪调查,一方面是主要了解这些毕业生刚毕业时所从事的工作以及目前从事的工作;二是了解学生在校期间所学的专业知识与技能在企业中的实际应用情况。
2.调研内容:(1)食品生产企业人才需求调查。调查内容包括:从事食品生产、食品检验或食品生产管理等工作所需要的学历要求、职业资格证书要求和其他证书要求(如英语四六级证书、计算机等级证书等);企业为高职院校的学生提供的工作岗位;企业认为食品专业的毕业生需要具备的能力,包括职业能力、素质能力等;企业认为食品专业学生最需要解决的突出的职业缺陷。(2)食品生产企业岗位设置调查。调查内容包括:食品生产企业的主要工作岗位;每个工作岗位的具体工作内容;从事这些工作岗位的工作人员应具备的专业知识;从事这些工作岗位的工作人员的职业能力要求。(3)课程设置调查。课程设置调查内容包括两部分,一是对目前我院食品专业已开设的专业课程的调查,了解这些课程对从事企业生产、检验和管理等工作的重要性和必要性;二是除了上述课程外,企业认为还需要开设哪些课程,包括专业基础课程、专业课程等。
二、食品企业工作岗位与岗位职业能力分析
2.食品生产企业工作岗位的职业能力分析(如表1所示)。
通过企业调研等多种方式,明确了食品生物技术专业高职毕业生应具备的素质要求和职业能力要求,确定了专业培养目标,为构建以素质为本位、以能力为核心的食品生物技术专业课程体系提供了可靠的依据。
[1]覃海元,等.高职食品生物技术若人才职业能力分析[J].教育教学论坛,2011,(27)
【关键词】白酒酿造;工艺;创新
酒的品种繁多,就生产方法而论,有酿造酒(发酵酒)和蒸馏酒两类。酿造酒是在发酵终了稍加处理即可饮用的低度酒,如葡萄酒、啤酒、黄酒、青酒等,出现较早。蒸馏酒是在发酵终了再经蒸馏而得的高度饮料酒,主要有白酒、白兰地、威士忌和伏特加等,出现较晚。
最初的酒是含糖物质在酵母菌的作用下自然形成的有机物。在自然界中存在着大量的含糖野果,在空气里、尘埃中和果皮上都附着有酵母菌。在适当的水分和温度等条件下,酵母菌就有可能使果汁变成酒浆,自然形成酒。
1.白酒工艺的创新与发展
1.1现代生物技术在酿造中的应用
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。
浓香型白酒的固态发酵过程就是一个典型的微生态群落的演替过程和各菌种间的共生、共酵、代谢调控过程,直接影响白酒的产量和质量。发展对各种曲药和窖泥中微生物区系的构成及变化,研究中国白酒风味因子的形成机理,便于有效控制环境条件,以实现优质白酒的生产。
1.2酶催化工程的引进
与化学催化剂相比,酶以其高效性和改善环境等优势在食品、医药和精细化工等领域得到了广泛应用。现代分子生物学、基因组学、微生物学等学科的发展为我们提供了新的技术手段,酶工程和白酒技术创新现已密不可分。一方面,我们从自然界中获得丰富的新酶源;另一方面,能够对现有酶进行分子改造,从而获得适于工业应用的、具有优良性能的工程酶,因此,生物催化成为生物工程的核心内容之一。
1.3物理化学的创新
物理化学的创新,指在白酒贮存、过滤等利用分子运动论、胶体理论等一系列对白酒质量提高改进的技术措施。
1.4美拉德反应
美拉德反应是白酒专家庄名扬最早倡导的白酒增香新工艺。他的论述推动了白酒的研究,使其从较低级别的酯、酸、醇等色谱骨架成分向更高级别的微量成分进步。美拉德反应,是广泛存在于食品工业的一种非酶褐变,也称为羰氨反应,是氨基酸和还原糖及还原糖的分解物反应。它对白酒的影响是能产生人们所需要的香气,是一个集缩合、分解、脱羧、脱氨、脱氢等一系列反应的交叉反应。
1.5低度白酒技术创新
解决低度白酒工艺技术难题,主要从低度白酒货架期的稳定性研究入手。有效解决低度酒货架期的稳定性问题,须从以下几方面入手:(1)低度酒水解机理的研究;(2)提高基础酒质量、调味酒质量及勾兑用水质量;(3)勾兑技术研究;(4)低度白酒处理技术研究。有了好的水处理设备,超滤设备,抑制酯可逆水解反应的方案,低度白酒的质量问题就可以很好地解决。
2.新工艺白酒
随着科技的进步,人们找到了使酒产生香气差异的不同物质,并研制出了人工香料,于是就有人把人工香料、食用酒精和水按比例“勾兑”出“酒”来,这就是新工艺白酒。
早在上世纪60年代,我国便开始研制新工艺型白酒。当时是为了解决原料不足的问题。但由于当时的酒精质量不好、香精香料产品欠缺,新工艺型白酒没有得到很好的发展。上世纪90年代以后,我国在酒精工业生产中实行了工业生产许可证制度,使酒精工业化生产得到了迅猛发展。
2.1新工艺白酒一提到香精、香料,人们普遍会想到“三精一水”,其实这是错误的观念
我国新工艺白酒的勾兑原料酒精,应符合国标GB10343-2002食用酒精标准要求;香精、香料,须符合GB2760标准;多数添加剂也须符合FCC(美国食品化学品法典FoodChemicalsCodex),FDA(美国食品药品管理局FoodandDrugAdmistraton)规定的,只要企业严格按照标准执行就不会对人体造成伤害。
2.2新工艺白酒和纯粮酿造没有本质的区别
纯粮酿造是行业对大型白酒企业传统工艺白酒的一种技术规范,纯粮固态发酵白酒的生产必须具备良好的环境条件,生产企业必须具备齐全的纯粮固态发酵白酒生产装备及必要检测手段。应严格按照ISO9000质量保证体系、ISO14000环境保证体系和HACCP食品安全保证体系,以及完善的产品质量检测系统生产出纯粮固态发酵白酒。使用纯粮固态发酵白酒标志的产品必须有足够的生产能力(如窖池数量等)相匹配。
2.3关于添加剂
国标制定了蒸馏酒标准,轻工行业制定了QB1498-92液态法白酒标准。可是市场上白酒几乎都在配料表中标注:水、高粱、小麦(即蒸馏酒)。液态法兑制白酒常回避酒精及其他香料、添加剂。白酒标准中标注的“均不得加入非自身发酵产物”显然只是一句多余的话。当然,一些调香工艺好的液态法白酒,感官和理化质量指标均可与传统工艺蒸馏白酒相媲美,也特别适合广大消费者需求,却因“配制”二字,总让这些生产者被传统观念的同行看作另类。
没有好的酒精,就不可能勾兑出好的白酒。关键是要采用科学的酒精处理方法,降低酒精中的杂醇含量,净化酒精,为兑制白酒打造一个合格、标准的躯体。这里还要破除一个误区:认为所有的兑制白酒都是低档酒,价位高就是哄骗消费者。其实,高度纯净的新型白酒也是高档酒,这也是同国际接轨的做法。只有这样,中国的高纯净现代白酒才能出现,并生存发展下去。
其实,食品、烟草行业都存在添加剂,为何非过分要求白酒?白酒行业中不论纯粮酿造,还是液态发酵,几乎全行业都在执GB10781这一标准,执行液态法白酒标准的企业几乎没有。笔者曾在一次技术会议上和白酒专家曾祖训高工谈起新工艺白酒。认为添加剂只要符合人身安全、健康,不超标使用应该是允许的,笔者也提到不要用高锰酸钾处理酒精,可以采取活性炭或其他吸附材料吸附,以减少重金属对人体的危害。
3.固、液勾兑新工艺白酒应用
关键词:生物防腐剂,乳酸链球菌肽,曲酸,应用,发展趋势
前言:
在食品工业中,各种食品的防腐保鲜是一个非常重要的问题。据估计,全世界每年约10%~20%的食品由于腐败而废弃,造成巨大的资源浪费和经济损失。过去人们常常利用加入化学防腐剂的方法来延长食品的保藏期,但化学防腐剂添加过量可能会致癌,对人体健康和生态环境都会产生不利的影响。随着人们生活水平的提高,健康食品、绿色食品越来越受到欢迎。利用安全的、高效的生物防腐剂代替化学防腐剂已成为一种趋势。
1.目前常用的生物防腐剂及其应用
1.1溶菌酶类(lyticenzymes)
溶菌酶又称胞壁质酶或N-乙酰胞质聚糖水解酶,广泛存在于哺乳动物乳汁、体液、禽类的蛋白及部分植物、微生物体内。溶菌酶是一种碱性球蛋白,易溶于水,不溶于丙酮、乙醚,作用的最适温度为45~50℃。溶菌酶可分为以下几类:(1)葡聚糖型:可降解酵母、霉菌细胞壁组成物质葡聚糖,常用于澄清啤酒、酵母、白酒;(2)壳多糖型:分解霉菌细胞壁成分;(3)甘露聚糖型:分解酵母细胞壁。溶菌酶具有较广的抗菌谱,对革兰氏阳性菌、真菌具有较好的抑制效果,对革兰氏阴性菌的抑制作用相对较差。溶菌酶具有分解细菌细胞壁中肽聚糖的特殊作用,溶菌酶水解球菌细胞壁的作用点是N-乙配胞壁酸(NAM)与N-乙酰葡萄糖胺(NAG)之间的糖键,重新构成一种多糖。这种多糖是细菌细胞壁的主要成分,它经过溶菌酶的作用后,使细胞因渗透压不平衡引起破裂,从而导致菌体细胞溶解,起到杀灭作用[2]。溶菌酶是一种无毒蛋白质,能选择性地分解微生物的细胞壁,抑制微生物的繁殖,作为天然防腐剂用于低度酒、香肠、奶油、糕点、干酪等食品中。有研究表明,添加20mg/kg于低度酒中,可防止产酸菌的生长。
1.2乳酸链球菌肽(Nisin)
Nisin对许多革兰氏阳性菌,特别是对产孢子的革兰氏阳性菌有很强的抑制作用,且对人体安全无毒,因此在食品工业中的应用前景看好
Nisin分子的物理化学性质及它的毒理代谢和生理功能不仅使它适合用作食品防腐剂,而且在口腔保健、兽医和药用领域具有潜力。以Nisin为主要成分的口腔漱口液能有效的抑制引起口腔疾病的乳酸菌,可以预防牙齿炎。Nisin在医药方面可用来治疗胃溃疡,其病原菌为幽门螺杆菌,这种细菌对Nisin的敏感,因此可用来有效地治疗胃溃疡,而且可被消化道中的酶降解,避免对肠道微生物带来有害的作用和获得抗药性的危险。
Nisin在乳品业、酿造业、制药业等工业中的应用已充分展示了其作为生物防腐剂的作用。我国是乳酸菌资源丰富的国家,但对Nisin的研究还是处于初级阶段,这也正是给予生产研发工作者的机遇和挑战,大力进行乳酸菌素的基础研究和开发应用,利用当今先进的生物技术(如蛋白质工程、基因工程、细胞工程等)开发新的优良工程菌株。通过对Nisin的性质以及作用机理的进一步研究,加之与食品高新技术的结合,使其作为天然生物防腐剂的应用更加广泛。
1.3酸(Kojidacid)
曲酸的发酵和生理生化研究从20世纪30年代开始,但对其研究进展一直比较缓慢。90年代以来,曲酸的应用研究取得越来越多的成绩,特别是发现曲酸能有效抑制多酚氧化酶的活力,可用于化妆品增白因子和果蔬食品防腐保鲜等,因此曲酸产品重新引起人们的兴趣。
在应用方面,日本的三省公司已将曲酸大量用于消炎与止痛剂的生产中,国内有厂家利用日本进口曲酸生产头孢类抗生素。现在国外体系大型的生物技术公司已将曲酸曲霉的应用瞄向有较大使用量的食品添加剂方面,例如防止虾蟹等外壳变黑,切花保鲜,肉食制品护色等。据报道,日本政府已经批准曲酸与其它有机酸如柠檬酸、抗坏血酸混合用于控制多酚氧化酶所引起的食品酶促褐变,国内一些学者也正在进行曲酸在果蔬保鲜方面的研究。
1.4纳它霉素(Natamycin)
纳它霉素(Natamycin)也称游链霉素(Pimaricin),是一种重要的多烯类抗菌素,该抗菌素是一种很强的抗真菌试剂,能有效地抑制酵母菌和霉菌的生长,阻止丝状真菌中黄曲霉毒素的形成。由于它溶解度低,只能停留在食品表面,因而特别适合用于表面处理,纳它霉素不会干扰其它食品组分,也不会带来异味,可应用于干酪皮、肉制品及焙烤食品表面及饮料、水果、调味酱等。而且,由于纳它霉素对细菌没有作用,因而不会影响干酪和干酪制品的熟化。
1.5红曲
红曲是以大米为主要原料,经红曲霉(Monascus)发酵而制成的一种紫红色米曲。红曲在我国食品及药物上的应用已有近千年,它是祖国宝贵的科学遗产。红曲色素对肉毒梭状芽孢杆菌的营养体细胞壁产生裂痕,使细胞破裂。1600g/Kg的红曲色素在抑制肉毒梭状芽孢杆菌上生长能代替110g/kg亚硝酸钠,用于火腿肠生产的发色工艺中,不仅能达到用亚硝酸钠制作的颜色,对肉毒梭状芽孢杆菌还有抑制作用。还有学者就红曲色素对微生物的抑菌作用进行研究,结果发现红曲色素对枯草芽胞杆菌、金黄色葡萄球菌具有较强的抑制作用。以上试验证明红曲霉在其生长代谢过程中能产生具有广谱杀菌和抑菌作用的生理活性物质。
1.6其它
2.展望
关键词:
食品检验;生物检测技术;应用
人们的生存离不开食物,而人的健康和生命安全更是与食品检测的质量有着密切的关系。在食品检测的过程中,生物监测技术的应用,在很大的程度上提高了食品检测的质量,并且提高了食品质量的安全性。目前,生物监测技术应用于食品检验领域已经取得了一定的成果和进展,在实际的食品检验工作中也获得了验证。但是,时代都是在不断地发展和进步的,如果一项技术不能够不断地改进和优化,就必然会被时代所淘汰,生物检测技术也同样如此。食品工业的发展对于生物检测技术提出了更高的要求。因此,在食品检验领域研究的一个重点课题,就是加强生物检测技术的研究和开发,从而使我国的食品安全质量上升到一个崭新的高度。
1在食品检验中常见的几种生物检测技术
1.1免疫技术生物检测技术有很多种,而其中最为人们所熟知的就是免疫技术。目前,在食品检测中,免疫技术获得了很好的应用,并且在很多方面都有其自身的优势。除此之外,与其他检测技术相比,免疫技术还可用于对于食品进行结构分析,并且操作起来最为简单,功能也最多。
1.2生物酶技术对于微生物污染和残余农药含量的检测,通常可以采用生物酶技术。生物酶技术可以分辨性质和结构差别很小的物质,而较强的特异性更是该项技术的一个突出特点。目前,免疫法和生物酶技术融合而成的新的检测技术,即酶联免疫技术,已经在食品检验领域中获得了十分广泛的应用。在国外,这项技术的推广效果较好,我国在这一方面虽然也已经取得了一定的进步,然而由于起步相对较晚,与国外相比仍然存在一定的差距,而灵敏度和准确性高则是该项技术的最大优点。
1.3PCR技术聚合酶链式反应技术,又名基因体外扩散法,能够在生物体外快速扩增DNA序列,也可以扩增指定的基因,简称为PCR技术。该项技术目前已经在很多领域获得了应用,最早则是应用于转基因和基因克隆技术上,因其在微量和精度方面的优势,被越来越多的领域所采用,应用范围逐渐扩大。经过研究发现,检验食品是否受到污染的关键,取决于对于遗传背景和基因序列检验的准确程度,而这一点正是PCR技术的优势之一。
1.4生物芯片在食品检验中,还有一项高新技术,即生物芯片技术。该项技术主要通过微量点样或者光导原位合成的方式,使得在载体表面的生物分子产生有序的固化,进而形成二位分子排列,继而同样品分子杂交。杂交分子会产生一定的信号,根据信号的强弱,并利用特定的仪器,可以对信号进行测定,检测的效率较高而且速度较快。对测定结果进行分析,最终可以得出检测的结论。生物芯片技术的应用和发展,推动了进出口商品监管预警系统和反应系统的建立,不仅可以确定食品性疾病的阂值,对于食品的安全状态,人们也有了更加深入的了解和更加科学的认识。然而,该项技术也有一定的缺点,其应用性能还有待完善,技术成本也相对较高,阻碍了该技术的应用。但是,这项技术的潜力和前景还是十分广阔的,大量的人力和物力也被投入到了技术的开发和研究中,相信生物芯片技术的大范围推广和应用将成为食品检测行业未来的发展趋势。
2生物检测技术在食品检测中的应用
2.1有害微生物的检测我们日常使用的相当一部分食品中,存在着很多的有害微生物,数量十分巨大,并且严重地威胁着人们的健康和生命安全。因此,加强有害微生物的检测质量,提高检测手段变得尤为重要。生物检测技术应用于食品检测,其最大的一个优势就是可以检测有害微生物。因此,应加强生物检测技术的研究,并加强对于该技术的推广和应用的力度。以上提到的几种生物检测技术,酶联免疫技术和PCR技术都可以很好地进行有害微生物的检测。
2.2食品中残余农药的检测在经济利益的驱使下,并且随着竞争的日趋激烈,为了获得更好的产量,得到更高的利润,在农产品的培育过程中使用了大量的化肥和农药。虽然产量大幅度提升,然而产品质量和安全却下降了,甚至生产出了很多有毒的食品,对人们的健康和生命安全来说,无疑是一个潜在的巨大威胁。食品中毒事件时有发生,引发了不良的社会影响。因此,对于食品中残余农药的检测,也成为食品检测工作的重中之重。在众多的生物技术中,生物传感器技术和酶技术十分适合对于残余农药的检测,并发挥了关键的作用。
2.3食品成分和品质的检测食品检测工作中,还有一项不容忽视的重要内容,即对于食品品质和成分的检测。对于食品成分的检测,在一段时期内,我国主要采取的是生物感应法。然而,随着科技的进步和应用,食品工业领域也获得了飞速的发展,目前已经开发和研究出将酶作为传感器的检测方法,并发挥了重要的作用。
3结束语
综上所述,食品检验中生物检测技术的运用研究对于食品领域的发展以及人们的身体健康都有着不可忽视的重要作用。然而,生物检测技术的运用研究涉及的内容比较多,同时又是一项十分复杂的研究,再加之我国食品领域对于生物检测技术应用的研究并没有达到一定的深度,因而不利于实际工作中生物检测技术应用的提高。所以,在今后食品领域的发展中,要加强对生物检测技术的重视和研究,并且要从食品检验的多个角度,从生物检测技术应用的多个方面进行研究,从而研究出更好、更有效地促进生物检测技术应用提高的方法和措施,从而促进我国食品检测领域的进一步发展。
参考文献
[1]陈运如.食品检验中生物检测技术应用的分析[J].新农村(黑龙江),2011(3).
[2]罗梅兰,叶云,梁超香.生物检测技术在食品检验中的研究[J].食品与机械,2006(2).
[3]杨景涛,张凤岭.食品检验中的生物检测技术应用[J].科技创新导报,2011(15).
[4]李岩.食品检验中生物检测技术应用的分析[J].中国医药指南,2012(13).
[5]朱昊浩.基于生物技术的快速食品检测研究动态[J].科技资讯,2011(9).
关键词:乳品工业;食品安全;高新技术;现代食品工程
目前,我国乳品工业的生产技术方面仍然存在着很多问题,造成乳品工业的发展受到制约。现代食品工程高新技术的推行,有效提高了食品的质量和品质,为乳品工业的发展带来了技术改革,极大地促进乳品工业生产技术的发展。现将一一介绍现代食品工程的几种高新技术,并对其在乳品工业中的应用进行探讨分析,研究适合乳品工业进一步发展的高新技术的应用方式。
1乳品工业中应用的现代食品工程高新技术
1.1微胶囊技术
1.2超高压技术
1.3生物技术
1.4膜分离技术
2现代食品工程高新技术的发展前景
2.1现代食品工程高新技术将被运用到更多的食品生产中
从上述关于现代食品工程高新技术在食品业、乳品工业中的应用情况的分析不难看出,这些高新技术对于食品品质的提高提供了助力,保证了食品的安全性,从客观上满足了消费者的心理需求[3]。在这样的情况下,现代食品工程高新技术的广泛应用前景是毋庸置疑的,除了在乳品工业中的应用之外,在其他食品制作生产过程中,高新技术的应用也会保障食品的安全,提高食品的品质,实现经济效益和可持续发展的共赢。
2.2现代食品工程高新技术将会不断提高
3结语
[1]张刘平.现代食品工程高新技术在乳品工业中的应用.生物技术世界,2014(11).
[2]缪铭,费颖.高新技术在现代乳品工业中的应用.中国乳业,2005(8).
1基因工程技术
1·1基因工程定义
基因工程(geneticengineering)技术是指按照预先设计好的蓝图,利用现代分子生物学技术,特别是酶学技术,对遗传物质DNA直接进行体外重组操作与改造,将一种生物(供体)的基因转移到另外一种生物(受体)中去,从而实现受体生物的定向改造与改良[3]。
基因工程的基本程序[4]:(1)获取所需的目的基因;(2)把目的基因与选好的载体连接在一起,即重组;(3)把重组载体转入宿主细胞;(4)对重组分子进行选择;(5)表达成蛋白,采用合适条件,获得高表达的产品。
1·2发展
1973年美国斯坦福大学和旧金山大学Coken和Boyer两位科学家成功地进行了DNA分子重组试验,揭开了基因工程发展的序幕。1984年,Be-van[5]报告了从粪链球菌中提取的基因植入烟草(Nicotinaplumbaginifolia)的基因组,开创了转基因生物时代。1994年,美国农业部(USDA)和美国食品与药品管理局(FDA)批准第一个转基因作物产品———延熟保鲜转基因番茄进入市场之后,大量的转基因生物作为食品进入人们的生活[6]。
2基因工程在食品工业中的应用
2·1改善食品原料品质
基因工程应用于植物食品原料的生产上,可进行品种改良,新品种开发与原料增产,如选育抗病植物、耐除草剂植物、抗昆虫或抗病毒植物、耐盐或耐旱植物[2]。除增加产量外,还应用于改良农作物品种特性方面,例如,豆类植物中蛋氨酸的含量普遍较低,但赖氨酸的含量很高;而谷类作物中的两者含量正好相反,通过基因工程技术,可将谷类植物基因导入豆类植物,开发蛋氨酸含量高的转基因大豆[7]。
维生素A(VA)缺乏在发展中国家是一种常见的营养缺乏症,通过基因改造的黄金米(goldenrice),可以产生VA的前体物质β-胡萝卜素,为防治VA缺乏症提供了解决办法,但其使用的有效性和安全性一直以来未作深入研究。Stein等[8]结合健康和营养以及社会经济政策等因素,通过对黄金米进行的以试验为依据的研究表明黄金米有望极大地减少VA缺乏症的发生。此外,通过外源生长激素在受体鱼中的表达,可使转基因鱼的肌肉蛋白含量和饲料转换效率明显提高,生长速度加快。生长激素转基因猪也取得了相似的效果,且减少了脂肪,增加了瘦肉率[9]。在不影响奶质量的前提下,美国康乃尔大学利用基因工程技术研究了一种牛生长激素(bo-vinesometotropin,BST),将它注射到乳牛体内,便可提高乳牛的产奶量[10]。花生过敏源是一种严重的食品过敏源,也是最常见的可能威胁到生命的致敏反应。尽管普遍的引发过敏反应的阈值范围在1个花生仁左右,但痕量(0·1-10mg)也可能触发对花生的过敏反应。研究认为Arah1、Arah2和Arah3是花生中3种很重要的蛋白质过敏源[11]。Dodo等[12]研究发现,通过RNA干涉技术可以使花生中Arah2的表达受到抑制,从而生产出低致敏源的花生。
2·2改良食品工业用菌种
2·3生产酶制剂
2·4改良食品加工性能
啤酒制造中对大麦醇溶蛋白含量有一定要求,如果大麦中醇溶蛋白含量过高就会影响发酵,容易使啤酒产生混浊,也会使其过滤困难。采用基因工程技术,使另一蛋白基因克隆到大麦中,便可相应地使大麦中醇溶蛋白含量降低,以适应生产的要求。在牛乳加工中如何提高其热稳定性是关键问题,牛乳中的酪蛋白分子含有丝氨酸磷酸,它能结合钙离子而使酪蛋白沉淀。现在采用基因操作,增加k-酪蛋白编码基因的拷贝数和置换,k-酪蛋白分子中Ala-53被丝氨酸所置换,便可提高其磷酸化,使k-酪蛋白分子间斥力增加,以提高牛乳的稳定性,这对防止消毒奶沉淀和炼乳凝结起重要作用。在烘烤工业中,将含有地丝菌属LIPZ基因的质粒转化到面包酵母中,可以使面包蓬松,内部结构较均匀,优化了加工工艺[15]。
2·5生产保健食品
目前,保健食品的开发可采用转基因手段,在动、植物细胞中得到基因表达而制造有益于人类健康的保健成分或保健因子。例如,2002年,中国农科院生物技术研究所通过重组DNA技术选育出具有抗肝炎功能的番茄,这种番茄被人食用后,可以产生类似乙肝疫苗的预防效果[16]。此外,基因工程技术还可以用于提高食品中矿物质和天然存在的抗氧化维生素(VA、VC、VE)等保健因子水平,这些物质可以减慢和阻止氧化作用,如在番茄和甜椒中大量存在的番茄红素已经用转基因技术得到生产。
2·6食品检测
近年来DNA探针杂交技术在食品微生物检测中的应用研究十分活跃,DNA探针杂交技术具有特异性强、灵敏度高及操作简便快速等特点,将是今后食品微生物检测技术的一个重要发展方向。目前该技术已用于多种食品中致病菌的检测。蜡质芽孢杆菌(Bacilluscereus)是一种很重要的经食物携带,能引起人体疾病的微生物,其产生的肠毒素可能会引起腹泻、呕吐等症状。为此,检测这类致病菌显得极其重要。传统的检测方法如平板接种、生化特征描述等方法费时费力,近年来人们通过利用PCR和DNA探针技术来检测此类病原菌。Subramanian等[17]通过用限制性内切酶BglII从蜡质芽孢杆菌质粒中获得了一段大小为3kb的DN段为探针,研究发现,此DNA探针对鉴定蜡质芽孢杆菌有高度专一性。
3转基因食品及其安全性
3·1转基因食品定义
转基因食品(geneticallymodifiedfood,GMF)是指以转基因生物为原料加工生产的食品,利用分子生物学手段,将某些生物基因转移至其他生物上,使其出现原物种不具备的性状或产物,针对某一或某些特性,以植入异源基因或改变基因表现等生物技术方式,进行遗传因子的修饰,使动植物或微生物具备或增加特性,进而达到降低生产成本,增加食品或食品原料价值的目的[15]。
转基因食品包括转基因动物性食品、转基因植物性食品和转基因微生物性食品。转基因动物性食品主要以提高动物的生长速度、瘦肉率、饲料转化率,增加动物的产奶量和改善奶的组成成分为主要目标,主要应用于鱼类、猪、牛等。转基因植物性食品主要培育延缓成熟、耐极端环境、抗病毒、抗枯萎等性能的作物,提高生存能力;培育不同脂肪酸组成的油料作物、多蛋白的粮食作物等以提高作物的营养成分,主要品种有小麦、玉米、大豆、蔬菜、水稻、土豆和番茄等。转基因微生物性食品主要改造有益微生物,生产食用酶,提高酶产量和活性,主要有转基因酵母、食品发酵用酶等[18]。利用转基因技术生产的食品是现代生物技术和当代科学成功和进步的标志。
3·2转基因食品的接受度
人们对转基因食品的接受度取决于他们对基因工程总的看法。许多研究表明,人们对转基因技术在食品中的应用持怀疑态度,但是也有研究发现,尽管人们对转基因技术本身有负面的看法,但在评价一个具体的产品时并不是无条件的和整个技术联系在一起。例如,消费者在转基因技术涉及植物时比其涉及动物更容易被接受[19]。葛立群等[20]对辽宁省10个城市消费者进行问卷调查,调查分析结果表明,有64·8%的受访者听说过转基因食品,在转基因食品与同类普通食品价格相同的情况下,约占55·5%的受访者表示愿意购买转基因食品。若是受访者得知该转基因食品有益于人身体健康,表示愿意购买的比例增加到了57·9%。辽宁省消费者愿意购买转基因食品的比例相比于国内其他城市处于较高水平。2004年对南京市的消费者调查表明,仅有27·3%的人愿意在价格相同的条件下购买转基因食品[21]。此外,消费者的购买意愿会受其个体特征、社会经济因素、初始态度及认知水平的影响。Chen等[22]对台湾消费者进行调查后发现人们普遍对转基因技术应用在科学研究方面持积极态度,而对其在食品中的应用持否定态度。
3·3转基因食品营养学评价
成分分析是食品原料营养评价的基础,转基因作物组成分析评价要考虑原作物的自然变异情况,转基因食品的营养评价应包括:营养组成,食品中营养成分的生物效能,膳食摄入量和营养性作用[23]。1997年以来,德国的联邦农业研究中心进行了18项转基因植物喂养动物试验,包括乳牛、公牛、乳猪和成年猪、母鸡、肉鸡和鹌鹑等动物。大部分试验(16项)喂养的是第一代转基因植物诸如Bt-玉米,Pat-玉米,Gt-大豆,Gt-马铃薯等。有两项研究是使用第二代转基因植物(如改变了脂肪酸的油菜籽或是菊粉马铃薯),结果发现,在营养价值方面第一代转基因植物与非转基因品种没有明显的差异,也没有从被喂养的动物组织或器官发现重组DN段[24]。
3·3·1蛋白质评价
GMF的蛋白质评价是转基因食品营养素评价的内容之一。Shireen等[25]对GST大豆中的EPSPS基因的表达作了营养评价。科学家用大肠杆菌表达的CP4EPSPS蛋白做了小鼠口服急性毒性试验,结果表明,不同剂量组之间在体重、累积体重和摄食方面没有统计学差异,解剖未发现异常。
3·3·2脂类的评价
Robert[26]研究发现,把海藻中的omega-3长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA)基因转入陆地油料作物中,从大西洋鲑鱼提取的omega-3-LC-PUFA和转基因油料作物生产的omega-3-LC-PUFA的营养效果一致。
3·3·3矿物质的评价
Drakakaki[27]发现转基因玉米表达曲霉的植酸酶后,能够帮助小鼠高效吸收铁。有关GMF中主要营养素评价的文献资料表明转基因食品的营养素变化不大。
3·4转基因食品的安全性
3·4·1转基因食品安全性问题的起因
1998年8月,英国的Pusztai[28]用转雪花莲凝集素(GNA)基因的马铃薯饲养大鼠,发现大鼠出现了器官生长异常、体重减轻等症状,免疫系统也遭到破坏,对于人类而言,类似结果可能导致癌症发病率和死亡率大幅上升。这一试验结果引起世界范围对转基因食品安全性的质疑。1999年,美国康乃尔大学Losey等[29]报道,用拌有转Bt基因抗虫玉米花粉的马利筋草喂养大斑蝶幼虫,以喂正常花粉或不加花粉的作为对照组,4d后喂Bt花粉的幼虫死亡率达44%,从而引发了“转基因植物对生态环境是否安全”的争议。2000年,美国Aventiscropscienc公司生产的“里联”转基因玉米因可能导致部分人皮疹、腹泻或呼吸系统的过敏反应,只准予作动物饲料,但检测发现该转基因玉米被混入加工食品中,从而引起全球300多种含玉米产品的回收潮。此后,美国政府于2001年1月出台了转基因食品管理草案;2005年5月英国《独立报》报道,MonSant公司的研究表明,食用了转基因玉米的老鼠肾脏变小,血液的构成发生变化。由于转基因大豆在我国国内油料市场占有举足轻重的地位,由此引发了中国消费者对食用转基因大豆油安全性的担忧[30]。
3·4·2转基因食品潜在的安全性问题
3·4·2·1毒性问题
3·4·2·2过敏反应问题
第一次与转基因食品有关的过敏问题的提出是在1996年,当时研究人员发现,在从巴西坚果向大豆转移一个主要过敏原的过程中,同样也转移了它引发过敏的能力,它能够在本来对巴西坚果过敏的个体中引发过敏反应。被讨论的这个基因编码是2S白蛋白,用于提高饲用大豆的营养状况[33]。这一发现促使人们对转基因食物潜在过敏性进行更加全面的测试。
3·4·2·3对抗生素的抵抗作用
3·4·2·4基因漂移问题
基因漂移指的是一种生物的目标基因向附近野生近缘种的自发转移,导致附近野生近缘种发生内在的基因变化,具有目标基因的一些优势特征,形成新的物种,以致整个生态环境发生结构性的变化。最常见的如水平基因转移(HGT)或基因横向迁移(LGT),它是指一种有机体将遗传物质转移到另外一个有机体而不是其后代体内,这种进程很容易在原核生物体内发生,从而严重影响细菌基因组的进化及其它细菌的物种多样性[35]。研究表明,油菜、甘蔗、莴苣、草莓、向日葵、马铃薯以及禾本科作物均有向其近缘野生种的自发基因转移,甚至不同属间的基因漂移也有可能发生[36]。当发生基因漂移时,可能产生一些难以预料的后果,如产生超级杂草、超级害虫、危害生物多样性、诱发新病毒、对非靶标有益生物的影响,即所谓的“基因污染”问题。