生物技术在食品中应用

生物技术在食品中应用

现代生物技术在食品加工中的应用

食品工业是国民经济的主要组成部分。建国50多年来，我国的食品工业发生了翻天覆地的变化，但由于基础薄弱，远不能适应现代人们生活水平不断提高的需求，必须利用现代化的生物技术改造传统的食品生产、进行食品深加工、开发新产品、提高食品质量和减少营养损失，以满足人民对食品质量和品种日益增长的需要。

一概述

生物技术，也称生物工程，是应用生物体（包括微生物、动物细胞、植物细胞）或其组成部分（细胞器和酶），在适宜条件下，生产有价值的产物或进行有益过程的技术。

对食品工业而言，生物技术就是应用生物程序、生产细胞或其代谢物质来制造食品，改进传统生产过程以提高人类生活质量的科学技术。生物技术很早就被应用于食品加工。传统的食品生物技术侧重于对生物体的利用，比如啤酒业对啤酒酵母、糖化酶的利用，而现代食品生物技术侧重于对改造后的生物体的利用，即是以生命科学为基础，利用生物体的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种和新品系，再与工程原理相结合进行配套加工生产，为社会提供商品和服务的一个综合性体系。

目前，发展生物技术已被许多国家列入国策。基因重组技术等遗传工程的兴起和发展为生物技术的应用与发展带来了革命性的变革。自20世纪70年代初期诞生以来，在短短几十年中已取得了许多令人振奋的成就，并且，正以强劲的势头继续向前迅猛发展。现代生物技术可在解决当今世界社会发展重大问题如粮食短缺、资源枯竭与生态环境恶化等方面发挥积极作用。食品工业领域的生物技术不仅用来制造某些具有特殊风味的食品，而且，越来越多地被用来改进食品加工工艺和提供新的食品资源，生物技术必将使食品工业的发展取得突破性进展。

二现代生物技术在食品工业中的应用

1酶技术的应用

酶是细胞原生质合成的一类具有高度催化活性的特殊蛋白质，是生物催化剂。酶普遍存在于动、植物和微生物中，将酶从生物组织或细胞以及发酵液中提取出来，加工成具有一定纯度标准的生化制品，称为酶制剂。

酶具有以下的独特优点：

1.催化效率高，如1 gα—淀粉酶晶体可以在65℃条件下，只需15min时间，

可使2吨淀粉转化为糊精；

2.专一性强，例如啤酒中的蛋白质可用蛋白酶去除，桔汁中的苦味成分柚甙可

用柚甙酶分解而不影响风味；

3.作用条件温和，例如用酸作催化剂催化水解淀粉成葡萄糖，需要在0.25～

0.3MPa的蒸气压力135～145℃的高温下才能进行，而用α—淀粉酶，在

pH6.0～6.5条件下，85～93℃便可把淀粉水解成糊精，再用糖化酶在pH4.5～5.0，55～65℃下便可把糊精水解成葡萄糖。

酶在食品工业中的应用范围很广，酶技术在果蔬加工中的应用也很广泛。酶制剂在果汁加工业中的应用已有60年历史，但多年来，其应用仅限于果汁的

澄清，直到1975年，Pilnik等人发现果胶酶与纤维素酶活性之间有最佳的协同作用，1983年瑞士Novo Nordisk公司率先开发出商品名为Pectinex Ultra SP- L，Pectinex Mash，Pectinex Superpress的果浆酶，从而使苹果汁的出汁率首次突破90%。其它如猕猴桃、草莓、山楂、黑加仑用Pectinex Mash酶进行果浆处理，也得到了最大产率、最好色泽和香味的果汁。

近年来在果蔬加工上，还开发出酶浸渍法处理果蔬以改变表面及内部组织的特性，增加风味及其它感官香味及口感。现在此技术已广泛应用于柑桔的去皮、去苦及保持桃子的硬度等，所生产的产品有更好的新鲜度和组织外观。目前欧美各地的食品厂已使用此技术制造罐头类食品、玻璃瓶装制品及新鲜冷藏水果。

在果蔬汁生产中应用的最主要的酶是果胶酶 ,它普遍用于以下工艺：(1)果浆处理：可制得部分或全部液化的果肉，以便生产果浆和混浊果汁；提高果汁产量，改进对色素和风味物质等果汁成分的提取；(2)果蔬汁处理：可降低粘度 ,利于浓缩，改善透明度、可溶性和稳定性。其次是纤维素酶，可促进果汁的提取与澄清，提高可溶性固形物含量，并可综合利用果皮渣。目前已成功地将柑橘皮渣酶解制取含果饮料，其中的粗纤维经纤维素酶的降汁后，50%转化为可溶性糖，另50 %降解为短链低聚糖，构成含果饮料的膳食纤维，具有一定的保健医疗价值。利用纤维素酶适当处理，使用纤维素酶处理水果、蔬菜可使细胞壁膨胀、转化，使纤维素类物质降解，提高可消化性和改进口感。

现代水果汁加工技术(AFP技术)在 80年代开发的新一代果浆处理酶制剂，用于生产澄清汁，不仅用于贮藏过的难榨汁的水果，还可用于新鲜水果的加工 ,并形成了新的工艺，即所谓“最佳果浆酶解工艺”(OME工艺),其优点是明显提高榨汁率 ,分别为鲜果 (8/9月)5%～6 %,贮藏水果 (10月起)15%～ 18%,使压榨机生产能力提高 30%～ 100%,果渣量减少 30%～50%。

90年代的果浆酶解技术称之为现代水果加工技术(AFP技术)，其工艺流程为：

水果 + 液化酶制剂→破碎→果浆加热→带搅拌罐→振动筛或离心分离→澄清 /超滤→浓缩→成品

AFP技术采用了全果液化工艺，大大提高了生产能力，如一次榨汁进行液化，ＢｕｃｈｅｒHP 5000压榨机的能力几乎可达原来的 3倍，汁液可溶性固形物的利用率可达 100 %,出汁率达 92 %～ 95%(体积比 ),果渣体积最多只有原料体积的 2 %～ 5%,且可以转为纤维物质用于疗效食品，减少了果汁工厂废物来源，缩短压榨时间，降低了能耗，而且还可以明显提高液化终点的可溶性固形物含量和含酸量 (生成半乳糖醛酸 ),改善果汁口感。

2 基因工程技术的应用

基因是脱氧核糖核酸（DNA）或核糖核酸（RNA）分子的一个片段。

基因工程技术可以说是现代化生物技术的核心内容，主要包括重组DNA、基因缺失、基因加倍、导入外源基因及改变基因位置等分子生物学技术手段，为定向改变生物性状提供了理论和技术基础。

目前基因工程产品在食品工业中占据了日益重要的地位，使传统农业、传统食品工业发生了根本性的变革。特别是转基因食品，作为现代生物技术的一种高科技产物，在短短的十几年里取得了重大的进步，产生了显著的社会与经济效益，不仅能够生产出口味更佳的食物，而且能够抗病虫害、抵御旱涝灾害、便于储运，大大降低了产品成本，提高了人类的食物产量，这在人口众多的发