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生物技术在食品生产加工与检测中的应用

    ２１世纪被称为生物技术的时代，生物技术被认为是关系未来国计民生的四大科学技术支柱之一。随着科学技术的进步，生物技术的发展取得了举世瞩目的成就，其在医疗卫生、农林牧渔、食品、环境保护等重要领域对改善人类健康状况及生存环境、提高农牧业以及工业的产量与质量都正在发挥着越来越重要的作用。本文重点介绍生物技术在食品生产与检测中的应用。
    １·生物技术在食品生产加工中的应用
    生物技术广泛应用于食品生产加工中，已逐渐成为食品工业的技术支撑，在食品生产加工中主要应用在以下几个方面。
    １．１　食品原料的改造和改良   食品原料主要是指植物、动物及其组成部分，以及微生物和化学用品，利用生物技术对其进行改造和改良，创造出对人类具有重要价值的新产品。据统计（２０１０年）美国农业部现已批准生产的转基因农作物有７大类，３５种。我国现已批准可商业化生产的有６项。涉及食品的有３项。到目前为止，转基因大豆、玉米、油菜、番茄等数十种的转基因植物已进行大规模种植并商品化上市；转基因动物技术在培育优良畜品种具有重要的应用前景，例如；克隆山羊、奶牛等畜品种的诞生。生物技术的应用，一方面提高了农作物产量，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。食品贮藏和保存时间有所延长。
    １．２　提高产品的加工深度
    生物技术可以迅速提高农副产品加工能力和水平，使我国农副产品加工技术在整体上实现跨越式发展，甚至能在一些重大关键技术领域达到世界先进水平。如生物技术在肉、奶、水产品加工中有着广泛的应用。利用生物技术可以酶法制备膳食纤维、生产低聚糖、制备生物活性肽、对产品进行二次开发并生产出生新产品，从而充分利用农副产品中富含的功能性成分，并可获得较高的经济效益和社会效益。
    １．３　提供食品添加剂和保健食品的功能性原料
    利用生物技术可以生产出各类食品添加剂，包括鲜味剂（味精等）、酸味剂（柠檬酸等）、甜味剂、天然色素（Ｂ胡萝ｈ素、红曲色素等）、抗氧化剂（维生素Ｃ、维生素Ｅ等）、增稠剂、营养强化剂等。还可以生产出一些新型食品添加剂，例如抗微生物污染的防腐剂和抗衰老的生理活性物质。
    １．４　微生物酶制剂用于食品加工和改善食品性能提高食品质量
    简单介绍一下几种微生物酶在食品中的作用，例如果胶酶应用于果汁加工中可以澄清果汁、提高葡萄酒收得率和改善澄清效果；乳糖酶使牛奶易于消化防止腹泻；脂肪酶可以改善食品风味、增加人造黄油的奶香味和提高面包的保鲜能力。蛋白酶可用于制造蛋白陈、氨基酸混合液，用于面包、糕点、通心粉的生产，用于肉类加工和乳酪制造缩短成熟时间等。利用生物技术可去除大豆的豆腥味以及食用后肠胀气问题。
    ２·生物技术在食品检测中的应用   随着人们对食品安全及质量越来越重视，传统的物理、化学、仪器等食品检测方法已无法满足现代食品检测的需要。近些年发展的生物技术检测方法因其特异的生物识别功能，极高的选择性，且精确、灵敏、快速、成本低廉，在食品科学领域中得到了广泛应用，尤其是在检测致病性微生物、转基因食品等方面不可或缺。当前在食品检测中广泛应用的是基因探针法、ＰＣＲ技术、生物芯片、免疫学检测技术等生物技术。
    ２．１　基因探针法（ＤＮＡ）
    ＤＮＡ探针法又称分子杂交技术，是利用基因的重复性、变性和其碱基互补配对的精确性来探查某一ＤＮＡ序列的新技术。其分为两种：即同相杂交和异相杂交，其技术的关键就是构建基因探针。基因探针技术广泛的应用于食品的检测中，如检测存在食品中的大肠杆菌、葡萄球菌、沙门氏菌、志贺氏菌和李斯特氏菌等。
    ２．２　ＰＣＲ技术
    ＰＣＲ技术即聚合酶链式反应技术，其原理是以需要扩增的ＤＮＡ 分子作为模板，用分别和模板互补的一对寡核苷酸的片段作引物，遵从半保留复制原则，在ＤＮＡ聚合酶的作用下完成扩增，由变性、复性和延伸三个步骤构成。ＰＣＲ主要应用于病原微生物和转基因食品的检测。目前利用ＰＣＲ技术可以检测出单增李氏菌、肠出血性大肠杆菌０１５７、Ｈ７、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和性小肠耶尔森氏菌。利用ＰＣＲ检测技术可定性检测大豆、番茄、玉米和油菜等一些转基因农作物。
    ２．３　生物芯片技术
    生物芯片技术的主要是按照预先的设置将大量生物分子排列并固定在载体表面，因为生物分子具有特异性亲和反应，可利用其对生物分子的量和存在进行分析，比如抗体抗原反应和核酸杂交反应等。简单地说，生物芯片是便携式生物化学分析器地核心技术。生物芯片具有高通量、自动化和微型化的特点。其中基因芯片和蛋白质芯片在对食品中的病原微生物、食品原料以及转基因食品检测中得到广泛的应用。但是由于基因芯片技术无法判断在细胞类型较多的组织中检测基因的精确定位。与基因芯片相比，处于研发中的蛋白质芯片可能将此种情况改善。
    ２．４　免疫检测技术
    免疫检测技术的基本原理是抗体和抗原的结合反应，免疫检测技术具有灵敏度高、特异性强、方便快捷、检测成本低、安全可靠和分析容量大等特点。目前传统的放射免疫分析、荧光免疫分析、酶联免疫分析、发光免疫分析、分子印迹技术、免疫－ＰＣＲ技术、流动注射免疫分析和免疫传感器技术及多组分免疫分析等新方法应用于食品安全检测上。
    ２．５　其它检测方法
    除了上面介绍的方法外，还有其它一些的检测方法。例如近红外波谱技术（ＮＩＲ）、色谱技术（ＨＰＬＣ）、超分支滚环扩增技术（ＨＲＣＡ）、毛细管电泳技术（ＣＥ）以及试剂盒技术、试纸条技术等在食品的实际检测中都有不同程度应用。
    ３·结束语
    生物技术具有广阔的发展前景，其技术的应用给人们带来了更富有营养、更优质和具有保健功能的新型产品，同时生物技术的应用使得食品质量安全得到可靠保障，对解决人类面临的食物、资源、健康、环境等重大问题发挥着越来越重要的作用。生物技术的广泛应用正在深刻地改变着社会、经济、生活以及科学的发展进程。在生物技术不断发展和应用的今天，一方面未来食品工业的发展将与生物技术不断开发出需要发展，开发出更多的新产品，更健康、更营养的食品；另一方面需要建立起多方位长期的食品安全监测系统，才能对食品有一个安全保证。

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