⑴ 近年來在微生物的食品上的應用取得的成就有哪些
微生物用於食品工業在我國已有悠久的歷史。食醋、醬油、啤酒、泡菜、麵包等傳統發酵食品均已在人們的生活中佔有了重要的地位。隨著食品工業的興起以及微生物研究技術的飛速發展, 微生物在食品工業中發揮著越來越重要的作用。本文就其在食品工業中應用的研究熱點進行了綜述。
1、現代微生物技術在食品上的進步
與傳統微生物發酵技術相比,現代微生物技術無論從應用范圍還是生產效率上都有極大的進步。 首先在對生產菌種的認識上,現代微生物技術有了更加科學的了解。傳統自然發酵中的微生物體系成分復雜,單一菌種發酵活力較低,不適合工業化大規模生產。而隨著微生物科學的發展進步,人類對發酵過程中的微生物有了科學的認識,能夠採用純種的菌株進行發酵,大大提高了產率,同時還運用基因工程技術選育新的菌種,利用輻射等理化因素進行誘變育種以及菌株雜交等手段來產生形狀更加優良的菌種。 在發酵技術上,現代微生物食品加工一般在發酵罐等發酵設備中,連續自動地進行,發酵的全部參數,如溫度、pH、罐壓、溶解氧、空氣流量、二氧化碳含量等均可自動記錄控制,工作效率大大提高。而且食品加工過程都有著良好生產操作規范,在容易發生食品安全問題的環節上,建立了相應的預防控制措施,充分保證產品的安全性。 同時現代發酵技術在獲取發酵產物的同時,還開始利用微生物產生的酶來生產食品,這也是較傳統發酵食品的一大進步。如澱粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等已被廣泛應用於蘇打餅干、麵包、蛋品、乳酪等各類食品的生產。
2、微生物技術在食品工業的應用
(1)益生菌,是指通過改善腸道菌群微生態平衡而對宿主動物的健康產生有益作用的活體微生物。益生菌具有可以控制腸道感染,減緩乳糖不耐症,抗腹瀉降低血漿膽固醇的含量,增強免疫力,防癌抑癌等功效。目前應用於人體的益生菌有雙歧桿菌、乳桿菌、腸球菌、大腸桿菌、枯草桿菌、蠟樣芽胞桿菌、地衣芽胞桿菌、酵母菌等。在這些益生菌當中研究最多的要屬乳酸桿菌屬和雙岐桿菌屬等。對於芽孢桿菌屬的研究相對較少。有研究表明芽孢桿菌屬有著很強的營養特性, 並且具有耐高溫, 耐酸鹼的良好穩定性和優良的產酸、產酶、產維生素等性能, 能保持較高活菌數, 並且能夠較好地發揮生理生化作用。
(2)微生物風味劑,酵母抽提物被譽為第三代調味劑,是以新鮮的酵母為原料,採用生物酶解技術,將酵母細胞內的蛋白質、核酸等進行生物降解精製而成的復合型天然調味料。其富含多種氨基酸、肽類物質、維生素等營養成分,已被廣泛地應用於食品工業。國內在酵母抽提物方面的研究尚處於起步階段,由於其口感好,鮮度高,營養豐富等多方面的優點,將具有廣闊的前景。
(3)微生物防腐劑,防腐劑是食品工業生產中最重要的添加劑之一,添加劑的安全性始終是一亟待解決的問題。隨著對微生物研究的不斷深入,各種天然防腐劑相繼發現,這類防腐劑不僅安全無毒甚至對人體有保健作用。隨著人們健康意識的提高,用微生物防腐劑代替化學防腐劑已成為食品保藏技術的發展趨勢,對各種微生物防腐劑抑菌物質的鑒定,抗菌譜的確立,食品毒理學分析等將成為研究的重點。另外,通過生物工程技術對抑菌物質的遺傳調控進行研究,不僅具有理論意義而且有廣泛的應用前景。在應用微生物防腐劑時可以同時使用幾種或與來自動植物的防腐劑配合使用,利用他們之間的協同效應增強效果。
3、有害微生物的預防及食品的保藏
在食品貯藏過程中,會發生微生物滋生使食品變質的現象。可以通過微生物學知識結合數學模型對食品產品中的微生物危害,和食源性病原微生物的危害情況進行預測。 除了食品的保藏,食品安全問題也已成為國際組織、各國政府、工商企業和消費者關注的焦點和目前研究的熱點。各國政府有權採取強制性衛生措施保護本國人民健康、免受進口食品的危害,同時要求各國政府採取的衛生措施必須建立在風險評估的基礎上。因此,風險評估是各國制定食品衛生標准和實施食品安全管理的基礎。開展食源性微生物風險評估,對有效管理食品的安全問題,保護消費者健康,具有重要的意義。在此背景下,食品風險評估技術近年來也得到充分發展。
4、微生物學在食品領域應用的展望
從微生物食品的發展來看,可食用微生物作為未來開發的食源,尚處於「幼稚」期,但優勢明顯,開發潛力巨大,具有產業化發展前景。 隨著生物技術的飛速發展,利用基因工程對微生物進行菌種改造從根本上解決發酵食品生產工藝中的問題,已在食品工業中開展試用。功能性食品及食品添加劑等各方面的生產都將與微生物緊密相連,微生物將為食品工業的發展開辟更廣泛的前景。微生物在食品工業中的應用也遠遠不僅如此,今後將會發揮越來越重要的作用。
⑵ 總結黴菌等微生物在人類生產生活中的應用
在食品生產中微生物應用十分廣泛,但不外乎三種方式:一是應用微生物菌體,二是應用微生物的代謝產物,三是應用微生物的酶。隨著科學技術的進步做生物應用於食品生產的領域和范圍必然越來越廣泛。
⑶ 舉列談談現代生物技術在生產和生活中的應用
1、工業方面
(1)生物技術被用來提高生產力,從而提高糧食產量。
(2)生物技術可以改善食品質量。例如,以澱粉為原料,用固定化酶(或酶菌)代替蔗糖生產高果糖糖漿,是製糖工業的一場革命。
(3)生物技術也被用於開發食品品種。利用生物技術生產單細胞蛋白為解決蛋白質缺乏問題提供了一種可行的途徑。目前,世界上單細胞蛋白產量已超過3000萬噸,質量也取得了重大突破,從主要用作飼料到人民表。
2、農業方面
(1)生物技術不僅可以提高作物產量,而且可以快速繁殖。
(2)生物技術不僅可以提高作物的品質,而且延緩植物的成熟,從而延長植物食品的保質期。
(3)生物技術在培育抗逆性作物方面發揮著重要作用。例如,利用基因工程培育的抗蟲作物不需要殺蟲劑,不僅提高了種植的經濟效益,而且保護了環境。1999,200萬多畝轉基因抗蟲棉品種在中國推廣應用,取得了巨大的經濟效益。
3、醫葯方面
疫苗主動免疫是預防傳染病最有效的手段之一。注射或口服疫苗可激活免疫系統並產生針對病原體的特異性抗體。
從20世紀70年代開始,人們開始使用基因工程技術生產疫苗。基因工程疫苗將病原體的一些蛋白質基因重組為細菌或真核細胞,並利用細菌或真核細胞產生大量的病原體蛋白作為疫苗。
例如,乙型肝炎疫苗是利用基因工程技術來預防乙型肝炎的,中國生產的基因工程乙型肝炎疫苗主要是利用酵母表達系統來生產疫苗。
4、軍事方面
過去,幾家美國生物技術公司曾與官方合作,提出生物武器的防衛戰略,但大多數試驗僅是模擬。在911事件以前,美國衛生部用於生物防恐的研究經費為5000萬美元。但911事件以後,該預算大大增加。
5、林業方面
建成並投產了年產2000萬株規模的生產線,成為國內首個應用細胞工程技術實現林木種苗產業化最大規模生產的項目。
⑷ 在我們的生活中,生物技術主要有哪些方面的應用試舉例說明。
醫療領域:在目前這方面的研究受到極大的注目。像是幹細胞應用於再生醫學領域,如人工臟器、神經修復等。或是以蛋白質結構解析數據,對於功能性區域(domain)來開發相對應的抑制劑(如:酵素抑制劑)。利用微陣列核酸晶片,或是蛋白質晶片,尋找致病基因。或是利用抗體技術,將毒素送入具有特殊標記的癌細胞。或利用基因轉殖技術,進行基因治療等。基因治療(gene therapy)利用分子生物學方法將目的基因導入患者體內,使之表達目的基因產物,從而使疾病得到治療,為現代醫學和分子生物學相結合而誕生的新技術。基因治療作為新疾病治療的新手段,給一些難治疾病的根治帶來了光明。
農學食糧:人口快速膨脹,食糧問題正是生物技術應用的切入點。在基因轉殖農作物的開發下,除了轉殖進入抗蟲害基因、抗凍基因外,例如含有維生素A的稻米也問世。在有限耕地下,轉殖農作物解決了品質上的問題。除此之外,觀賞用的花卉等,也靠著組織培養的技術,將高品質的花卉復制生產,提高花卉價值。著名的像是台灣的蝴蝶蘭。另外,經過遺傳工程技術,能產生凝血因子的乳牛也提供醫療用途。生物肥料(biofertilizer)主要利用微生物技術製作的肥料種類。生物肥料不僅給作物提供養料、改善品質、增強抗寒抗蟲害能力、還改善土壤通透性、保水性、酸鹼度等理性化特性,可為作物根系創造良好生長環境,從而保證作物的增產。生物農葯(biopesticide)利用微生物、抗生素和基因工程等產生有殺滅蟲病效果的毒素物質,生產出廣譜毒力強的微生物菌株製作而成的農葯。它的特點有:1.不像化學農葯般見效快,但效果持久。2.與化學農葯比,害蟲難以產生抗葯性。3.對環境影響小。4.對人體和作物的危害性小。5.使用范圍和方法有限制;等等。
軍事科技:基因工程武器(genetic engineering weapon)簡稱基因武器,例子有:插入眼鏡蛇毒液基因的流感病毒和含有炭疽病毒的大腸桿菌。基因武器的特點是:1.生產成本低、殺傷力大、作用時間長。2.對方使用難發現、難預防、難治療。3.使用方肌丹冠柑攉紡圭屍氦建法簡單,施放手段多。4.只傷害人,不破壞武器裝備、設施。5.一旦使用會產生強烈的心理威懾作用。
工業應用:在工業上,利用工業菌種的特殊代謝路徑,來替代一些化學反應。除了專一性提高,也在常溫常壓下,節約能源。也由於專一性高,產生的廢棄物量低,也因此被稱為綠色工業。
環境保護:當環境受到破壞,可以利用生物技術的處理方式,讓環境免於第二次受害。生物具有高度專一性,能針對特殊的污染源進行排除。例如運輸原油的郵輪,因事故,將重油污染海域,而利用分解重油的特殊微生物菌株,對於重油進行分解,代謝成環境可以接受的短練脂肪酸等,排解污染。此外,土壤遭受重金屬污染,亦可利用特定植物吸收污染源。
⑸ 微生物在食品上的應用有哪幾種
主要來說有兩個方面,一方面是利用有益微生物的作用製造發酵食品,現代發酵工程在食品領域應用非常廣泛;另一方面是防止有害微生物污染食品,保證食品安全。
一、微生物發酵在食品方面的應用
微生物發酵即利用微生物在適宜的條件下,將原料經過特定的代謝途徑轉化為人類所需要的產物。它在食品方面應用非常廣泛,日常生活中常見的有以下幾種:
1、發酵乳製品,如酸奶、飲料、乾酪、乳酪等。
2、麵包。製作麵包時酵母是必不可少的生物松軟劑,麵包酵母是一種單細胞生物,屬真菌類,學名啤酒酵母
3、一些食品添加劑如檸檬酸、賴氨酸等
4、各種酒類,傳統白酒、葡萄酒、其他發酵水果酒、啤酒等
5、調味劑,如味精,肌苷酸等的都是微生物發酵的產品。
6、泡菜、豆腐乳、豆豉,其他如醬油、釀造醋、面醬等
微生物發酵的應用古以有之,酒在古代就已經是生活中不可或缺的,受到社會各個階層的喜愛。現代發酵工程更是把微生物發酵運用到各個方面。
二、微生物保鮮技術在食品方面的應用
1、常用於食品保鮮的微生物
微生物中利用細菌保鮮的報道比較多。利用蠟樣芽孢桿菌對綠茶進行生物保鮮的技術已獲得中國專利發明,乳酸菌在水果、蔬菜、肉品、奶類的生物保鮮方面已有了較深的研究和較為廣泛的應用。 在國外有利用木霉對果蔬進行保鮮的報道。例如,美國、法國、英國利用木霉對洋梨、蘑菇、蘋果進行防病保鮮;我國也有一些應用木霉對茉莉花、茄子、蜜柑等進行保鮮的研究報道。
2、食品的微生物保鮮機理
(1) 形成生物膜 微生物通過分泌胞外多糖等成膜物質,在食品外部形成一層緻密的薄膜,隔絕氧氣,防止水分蒸發。如在綠茶的生物保鮮中,蠟樣芽孢桿菌會在茶葉表面形成生物膜,阻止了茶葉與氧氣的直接接觸,有效地控制了茶葉的氧化劣變。生物保鮮膜可以有效抑制呼吸作用,減少水分蒸發,防止微生物污染,減少微生物腐敗作用,延長果實保鮮時間,提高商品率。
(2) 競爭作用 保鮮微生物可與有害微生物競爭食品中的糖類等營養物質,從而抑制有害微生物的生長。在羊肉的生物保鮮中,乳酸菌可以有效地減少食品表面有限的糖類,從而達到了較好的保鮮效果。
(3) 拮抗作用 微生物主要是通過拮抗作用抑制或殺死食品中的有害微生物,從而達到防腐保鮮目的。
⑹ 科學現代微生物技術用在哪些方面
發酵工業:如生產酒,醬油,味精等生活必需品。
醫葯:現代西醫是建立在對微生物認識的基礎上的,包括葯物如抗生素,治療方法和理念等。
農業:農業動植物保護,生物肥料,生物農葯,等。
環境保護:各種難降解物質的降解,環境的綜合治理,污水的處理。
國防:生化武器的研製與預防。
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⑺ 生物技術在現實中的應用有哪些
醫療領域:在目前這方面的研究受到極大的注目。像是幹細胞應用於再生醫學領域,如人工臟器、神經修復等。或是以蛋白質結構解析數據,對於功能性區域(domain)來開發相對應的抑制劑(如:酵素抑制劑)。利用微陣列核酸晶片,或是蛋白質晶片,尋找致病基因。或是利用抗體技術,將毒素送入具有特殊標記的癌細胞。或利用基因轉殖技術,進行基因治療等。基因治療(gene therapy)利用分子生物學方法將目的基因導入患者體內,使之表達目的基因產物,從而使疾病得到治療,為現代醫學和分子生物學相結合而誕生的新技術。基因治療作為新疾病治療的新手段,給一些難治疾病的根治帶來了光明。 農學食糧:人口快速膨脹,食糧問題正是生物技術應用的切入點。在基因轉殖農作物的開發下,除了轉殖進入抗蟲害基因、抗凍基因外,例如含有維生素A的稻米也問世。在有限耕地下,轉殖農作物解決了品質上的問題。除此之外,觀賞用的花卉等,也靠著組織培養的技術,將高品質的花卉復制生產,提高花卉價值。著名的像是台灣的蝴蝶蘭。另外,經過遺傳工程技術,能產生凝血因子的乳牛也提供醫療用途。生物肥料(biofertilizer)主要利用微生物技術製作的肥料種類。生物肥料不僅給作物提供養料、改善品質、增強抗寒抗蟲害能力、還改善土壤通透性、保水性、酸鹼度等理性化特性,可為作物根系創造良好生長環境,從而保證作物的增產。生物農葯(biopesticide)利用微生物、抗生素和基因工程等產生有殺滅蟲病效果的毒素物質,生產出廣譜毒力強的微生物菌株製作而成的農葯。它的特點有:1.不像化學農葯般見效快,但效果持久。2.與化學農葯比,害蟲難以產生抗葯性。3.對環境影響小。4.對人體和作物的危害性小。5.使用范圍和方法有限制;等等。 軍事科技:基因工程武器(genetic engineering weapon)簡稱基因武器,例子有:插入眼鏡蛇毒液基因的流感病毒和含有炭疽病毒的大腸桿菌。基因武器的特點是:1.生產成本低、殺傷力大、作用時間長。2.對方使用難發現、難預防、難治療。3.使用方法簡單,施放手段多。4.只傷害人,不破壞武器裝備、設施。5.一旦使用會產生強烈的心理威懾作用。 工業應用:在工業上,利用工業菌種的特殊代謝路徑,來替代一些化學反應。除了專一性提高,也在常溫常壓下,節約能源。也由於專一性高,產生的廢棄物量低,也因此被稱為綠色工業。 環境保護:當環境受到破壞,可以利用生物技術的處理方式,讓環境免於第二次受害。生物具有高度專一性,能針對特殊的污染源進行排除。例如運輸原油的郵輪,因事故,將重油污染海域,而利用分解重油的特殊微生物菌株,對於重油進行分解,代謝成環境可以接受的短練脂肪酸等,排解污染。此外,土壤遭受重金屬污染,亦可利用特定植物吸收污染源。
⑻ 微生物在實際生活中的應用
如:利
1.用微生物發酵釀酒、制醋、麵包、饅頭等食品。
2.利用微生物的代謝產物美容:肉毒梭菌的毒素;
3.利用益生菌微生物調節人體免疫增加抵抗力的口服液:雙歧桿菌等。
4.製作酸奶和乳酪:乳酸柑橘;
5.芽孢桿菌產生的蛋白酶:加酶洗衣粉.......