1. 生物學在解決人類面臨糧食問題方面可能會產生什麼作用
就我所知的說下：
1.轉基因食品,利用現代分子生物技術,將某些生物的基因轉移到其他物種中去,改造生物的遺傳物質,使其在形狀、營養品質、消費品質等方面向人們所需要的目標轉變
2.遺傳選育,培育高產糧食,或培育一些作物的性狀可以適應多種環境,如在湖泊里種水稻,現在就有專家做這個.
3.微生物在提高土壤肥力、改進作物特性（如構建固氮植物）、促進糧食增產、防治糧食作物的病蟲害、防止糧食霉腐變質以及把多餘糧食轉化為糖、單細胞蛋白、各種飲料和調味品等方面,都可大顯身手.
4.海洋的開發,海洋佔地球的70%,大量的能源未被開發,而生物學可以認識海洋,利用海洋,從海洋上開發新的糧食.如一些藻類,蛋白質相當豐富,可以替代現有的一些糧食,或可以作為飼料.
2. 生物技術在食品工業中的主要應用方面有哪些
生物技術包括傳統生物技術和現代生物技術。傳統生物技術包括釀造、酶的使用、抗菌素發酵、味精和氨基酸工業等，被廣泛應用於生產多種食品如麵包、乳酪、啤酒、葡萄酒以及醬油、米酒和發酵乳製品。它和新的生物技術之間既有聯系，又有質的區別。現代生物技術是20世紀70年代初在分子生物學、生物化學、生化工程、微生物學、細胞生物學和電子計算機技術基礎上形成的綜合性技術。其中以基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程等生物技術在食品工業中的應用最為廣泛。
3. 怎樣利用生物技術進行食品保鮮防腐
亞硝酸鹽能抑制肉毒梭狀芽孢桿菌。其熏煙中含有的甲醛酚類、無菌包裝 果蔬原料的保鮮，可有效地延長保存期，常用於果汁、植物殺菌劑、酵母及細菌都有一定的抑菌能力、松。 食品罐藏法利用變溫殺菌，經抑制發 芽、天津冬菜、肉鬆等便於 保存的食品、低溫貯藏法 冷藏法 凍藏法 （二），食品輻射保藏法主要是以控制溫度，但它主要作為發色劑用。所以食品工業常常 用自然乾燥（曬干、有機化學防腐劑主要包括苯甲酸及其鹽類、飲料，品種最多. 冷藏法 2，延緩食品變質，風味完好的食品保 存法、黃橋榨菜、水產品及其製品，產生抑殺菌和進一步乾燥的、果醬、樺、橄，製成外表美觀，若食品中水分降至以下、風味及營養成分。 鹽漬保藏法的生理鹽溶液可產生個大氣壓的高滲壓、芽菜、改性氣體包裝保藏運用發酵原理的食品保藏方法 利用無菌原理的保藏方法 如、殺菌和保存食物的功效、柏等枝葉或木屑熏制，但主要作為漂白劑用、陰干）或用人工機械乾燥生產果乾，微生物芽孢無法在其中生存、樟、風味不變，常用作食品添加劑；罐藏法 水產保鮮（活）方法（一） 冷卻保鮮法 （二） 凍結保藏法 （三） 魚的保鮮保活方法 麻醉法 生態冰溫法 模擬冬眠系統法 蛋 1：1、輻照保藏、熏肉，並具有酸型防腐劑的特性；化學保藏法. 氣調貯藏法 (1) 氣調冷藏庫貯藏法 (2) 薄膜封閉氣調法 3、熏制、罐頭. 其它保鮮法 (1) 輻照貯藏法 (2) 塗膜貯藏法 肉的貯藏保鮮方法 （一）。經處理的食品品質，冷藏和冷凍、遼寧地瓜。此外、肉等用榨，其風味溫和。 酸漬保藏法採用降低食品酸鹼度。 食品輻射保藏法利用產生的射線的極強穿透力、果糕等就是按此法生產的。低溫保存食品的最大優點是可非常滿意地保持原料 或製品的新鮮狀態。 化學防腐劑保藏法有些化學葯劑可有效地抑制細菌或黴菌生長繁殖，導致質壁分離而死，食品罐藏法，以抑制或殺滅微生物達到保存食品之目 常用的方法有、化學保藏，然後裝罐抽真空：罐藏、真空度等物理因素達到有效地保存食品的目的、菜乾，如酸漬涼拌萊：冷凍。山梨酸、北京必居的鹹菜等就是鹽漬的優良品種。如涪陵榨菜、果泥。這是目 前物理保鮮中使用最廣泛、鹹蛋等優良品種都是經鹽漬而成的。食鹽也是電解質，脂肪不易氧化的熏魚：冷藏法，如蜜餞，如鮮蘑菇、 醋，最安全可靠，以最大限度地減小食品的損失、醬油；腌漬，抑制或損壞微生物生長繁殖以保存食品的方法、成分純正、其它貯藏方法 輻射法、鹽，將新鮮肉類及其 製品、山梨酸及其鹽類、榆，使食品得以保存，延緩成熟等處理。在高滲壓條件下使微生物細胞原生質收縮， 食品不致腐敗而得以長期保存，可延緩保存期、腌魚. 冷藏法 2、樹脂等滲入食物中、氣調法 抑制變質因素的活動達到食品保藏目的的方法 如、魚松。二，則這些微生物就不能生存、醋蛋等： 糖漬保藏法使用高於濃度的糖液浸漬、對羥基苯甲酸的酯類等、腌制。在高滲壓下細菌細胞失水引起質壁分離而死亡、冷卻。 冷藏和冷凍保藏法低溫下食品中微生物的生理生化反應受到有效的抑制。如用糖、無機化學防腐劑主要包括二氧化硫、濃度適宜，丙酸及其鹽類對抑制使麵包生成絲狀粘質的細菌特別有效，起到抑菌。 （二）化學保藏法 化學保存法就是利用經法律認可的各種化學物質保存食品、苯甲酸鈉等防腐劑可使微生物和蛋白酶失活、亞硫酸鹽及亞硝酸鹽等。耐貯藏性 （一）物理保藏法 、干藏、火腿等、果脯：維持食品最低生命活動的保藏方法 如、米醋等生化醋，防止肉毒中毒，還有許多腌肉，以防腐和保存食品，高離子強度也破壞了蛋白分 解酶，故稱酸型防腐劑。 保藏方法、楊。苯甲酸及其鹽、濕度，食用方便、封罐殺菌、果蔬製品等在輻射裝置下進行整體包裝殺菌。如用果醋。 熏制保藏法將先經鹽腌的魚。 脫水乾燥保藏法大多數微生物需在含水量超過的食品中才能生長繁 殖：脫水乾燥、醋等食品的防腐。如用亞強酸保存果蔬罐頭半成品、防腐劑等加入食品中、山梨酸及其鹽等均是通過未解離的分子起抗菌作用。亞硫酸鹽等可抑制某些微生物活動所需的酶。它們均需轉變成相應的酸後才有效、酒，保存期限長一。它們在酸性條件下對黴菌，且安全性高. 塗膜法 3
4. 生物技術在食品中的具體應用
1、基因工程在食品工業中應用：改良食品加工的原料、改良微生物菌種性能、應用於酶制劑的生產、改良食品加工工藝、應用於生產保健食品的有效成分
2、發酵食品生產、食品中發酵成分制備3、食品工業廢水處理
5. 怎樣看待生物技術對食品安全的影響
現代生物技術涉及到食品安全的主要就是轉基因食品了，所謂的轉基因食品即是：利用現代分子生物學技術，將某些生物的基因轉移到其他物種中去，改造它們的遺傳物質，使其在性狀、營養品質、消費品質等方面向人們所需要的目標轉變。這種以轉基因生物為原料加工生產出的食品就是轉基因食品。
轉基因食品的安全性評價主要有：①轉基因食品外源基因產物的營養學評價（包括：營養促進或缺乏、抗營養因子等）、毒理學評價（包括免疫毒性、神經毒性、致癌性、繁殖毒性等）以及是否有過敏源；②外源基因水平轉移而引發的不良後果，如標記基因轉移引起的胃腸道有害微生物對葯物的抗性等；③未預料的基因多效性所引發的不良後果，如外源基因插入位點及插入基因產物引發的下游基因轉錄效應而導致的食品新成分的出現，或已有成分含量減少或消失等。當然評價指標還應包括其他一些內容。
值得慶幸的是，目前通過對商品化的轉基因食品植物的安全研究證明，轉基因食品外源基因水平轉移的可能性極小。人們在食用轉基因食品後，絕大部分ＤＮＡ已經降解，並在腸道中失活，極小部分(＜０.１％)的ＤＮＡ轉移的可能性非常小，除非在特例中需考慮。對殺蟲晶體蛋白Ｂｔ而言，因它只作用於鱗翅目昆蟲，對哺乳動物、魚類及非鱗翅目昆蟲無作用。有些蛋白已知為抗營養因子(如外源凝集素和蛋白酶抑制劑)，由於食品加工可減少或消除這些毒性物質，因此含這類毒性物質的食物生吃時有毒，但經適當加工後則是安全的。在下列情況下轉基因植物食品可能產生過敏性：１.外源基因編碼已知的過敏蛋白。２.基因源含有過敏蛋白。如Ｎｅｂｒａｓｋａ大學證明，表達巴西堅果２Ｓ清蛋白的大豆有過敏性，這是迄今已知轉基因植物未被批准商業化的惟一例子。３.轉入蛋白與已知過敏蛋白的氨基酸序列在免疫學上有明顯的同源性。４.轉入的蛋白屬某類蛋白的成員，而這類蛋白家族中的有些成員是過敏蛋白。
現在還是盡量選擇非轉因食品，因為非轉因食品更安全一些。
6. 淺談生物技術在食品分析中的應用
我國常用食品分析與安全檢測技術
化工儀器網
2016-11-10 · 優質財經領域創作者
【中國化工儀器網 本網原創】導讀：食品分析與安全檢測技術作為食品質量安全管理體系的技術支撐，是國家開展食品安全監測、實施安全風險評估、執行食品安全標准、加強食品安全管理的重要手段，是維護國際貿易利益、保障人民生命健康的重要工具。隨著經濟全球一體化，我國食品產業亟待加快分析檢測技術的創新，通過研究和掌握前沿的檢測方法和技術手段，有效破除國際技術壁壘，為我國食品質量安全提供強有力的保障。
我國常用食品分析與安全檢測技術
色譜、質譜技術
色譜技術實質上是一種物理化學分離方法，即當兩相作相對運動時，由於不同的物質在兩相(固定相和流動相)中具有不同的分配系數(或吸附系數)，通過組分在兩相之間進行反復多次的溶解、揮發或吸附、脫附過程，從而達到各物質被分離的目的。目前，色譜技術已經發展成熟，具有檢測靈敏度高、分離效能高、選擇性高、檢出限低、樣品用量少、方便快捷等優點，已被廣泛應用於食品工業的安全檢測中。色譜中常用的方法有氣相色譜法、高效液相色譜法、薄層色譜法和免疫親和色譜法、色譜-質譜聯用法。
1.氣相色譜法和高效液相色譜法
氣相色譜法是英國科學家1952年創立的一種極有效的分離方法，是色譜技術儀器化、成套化的先驅。具有高效能、高選擇性、高靈敏度、高解析度、用量少、速度快等特點，主要用於沸點低、具有揮發性成分的定性定量分析。近年來毛細管氣相色譜法以其分離效率高，分析速度快，樣品用量少等特點，在食品農葯殘留等的分析檢測上廣泛應用。
高效液相色譜法是在經典液相色譜法基礎上發展起來的。高效液相色譜法是在高壓條件下溶質在固定相和流動相之間進行的一種連續多次交換的過程，它借溶質在兩相間分配系數、親和力、吸附力或分子大小不同引起排阻作用的差別使不同溶質得以分離。經過近30年的發展，現在高效液相色譜法在分析速度、分離效能、檢測靈敏度和操作自動化方面，都達到了與氣相色譜相媲美的程度，並保持了經典液相色譜法對樣品適用范圍廣、可供選擇的流動相種類多和便於制備色譜等優點。其主要優點概括如下：採用高效微粒固定相使色譜分離效能大大提高；採用新型高壓輸液泵使分離時間大大縮短；採用高靈敏度的檢測器使儀器的檢測靈敏度大大提高；由於HPLC 具有高柱效、流動相可以控制和改善分離過程的特點，故其選擇性高。
2.薄層色譜法和免疫親和色譜法
薄層色譜法(thin layer chromatography)是 20 世紀30年代發展起來的一種分離和分析方法，儀器操作簡單、方便、應用廣泛，但靈敏度不高。目前，薄層色譜廣泛的應用於農葯、毒素、食品添加劑等方面，在定性、半定量以及定量分析中發揮著重要作用。
免疫親合色譜(Immunoaffinity Chromatography ，IAC)是一種根據抗原抗體的特異性可逆結合，從復雜的待測樣品中捕獲目標化合物的方法，能夠快速檢測食品中的諸如農葯等化合物，且成本較低。基於可以生產出任何一種化合物的抗體，免疫親和色譜成為最流行的純化方法。目前，免疫親和色譜技術可以作為樣品前處理手段，也可以與一些常規的儀器色譜分析法結合，應用於化合物殘留分析。
Moretti 等利用在線高效液相免疫親和色譜系(HPLIAC)系統對牛奶和豬肉中的氯黴素在 280nm 波長處進行檢測，色譜檢測後無雜質干擾，牛奶和肉中氯黴素的檢測限分別為1μg/kg和10μg/kg。
3.液相-質譜和氣相-質譜聯用技術
質譜分析是一種測量離子荷質比的分析法，質譜作為理想的色譜檢測器，不僅特異，而且具有極高的檢測靈敏度。色譜與質譜聯用技術結合了兩者的優點，成為分析化學的研究熱點。其中，氣相色譜-質譜聯用技術(GC-MS)與液相色譜-質譜技術(LC-MS)已廣泛應用，前者用於有機物的定性定量分析，後者通常用於極性較大，熱穩定性強、難揮發的樣品分析。
光譜分析法
光譜分析法是利用物質發射、吸收電磁輻射以及物質與電磁輻射的相互作用而建立起來的一種方法，通過輻射能與物質組成和結構之間的內在聯系及表現形式，以光譜測量為基礎形成的方法，是一種無損的快速檢測技術，分析成本低。其中，近紅外光譜、熒光光譜及拉曼光譜等在食品安全檢測中應用較為廣泛。
1.近紅外光譜
近紅外光是指波長介於可見區與中紅外區之的電磁波，波數范圍為 4000～12500cm-1。近紅外光譜(Near Infrared Spectros，NIR)分析技術是一種間接的分析技術，通過建立校正模型對樣品進行定性或者定量分析，近紅外光譜技術速度快、無需制備樣品以及成本低等優勢，已經廣泛應用於食品安全分析方面。
2.熒光光譜
熒光光譜(Fluorescence Spectros)是一項快速、敏感、無損的分析技術，能在幾秒鍾內提供物質的特徵圖譜，基於食品內部含有大量的熒光團，因此熒光光譜廣泛應用食品檢測研究中，如黃酒、澱粉、胭脂紅等在紫外波長的激勵下能夠產生熒光光譜 。
3.拉曼光譜
拉曼光譜(Raman Spectros)技術是一門基於鍵的延伸和彎曲的振動模式，利用散射光的強度與拉曼位移作圖獲取信息，在食品安全檢測分析中，可以定性分析待測物質，也可以定量檢測食品成分中含量的多少。
生物檢測技術
生物檢測技術是近年來飛速發展，且在食品檢測中備受關注。由於食品多數來源於動植物等自然界生物，因此自身天然存在辨別物質和反應能力。利用生物材料與食品中化學物質反映，從而達到檢測目的的生物技術在食品檢驗中顯示出巨大的應用潛力，具有特異性生物識別功能、選擇性高、結果精確、靈敏、專一、微量和快速等優點。目前應用較廣泛的方法有酶聯免疫吸附技術、PCR 技術、生物感測器技術以及生物晶元技術等。
1.酶聯免疫吸附分析和 PCR 技術
酶聯免疫吸附技術(enzyme-linked immuno sorbent assay，ELISA)是建立在免疫酶學基礎上，將抗原抗體反應的高度特異性和酶的高效催化作用相結合而發展建立的一種免疫分析方法。基本原理是利用酶標記的抗原或酶標記的抗體作為主要試劑，通過復合物中的酶催化底物呈色反應來對待測物質進行定性或定量，在農葯和獸葯殘留、違法添加物質、生物毒素、病原微生物、轉基因食品等食品安全檢測方面廣泛應用，如恩諾沙星、瘦肉精以及嗜鹼耐鹽性奇異變形桿菌等的測定。
2.生物感測器技術和生物晶元技術
生物感測器是一種將生物識別元素與目標物質結合的物理感測器，具有高特異性和靈敏度、反應速度快、成本低等優點，也已經成為食品檢測中的重要工具，主要應用於食品添加劑、致病菌、農葯和抗生素、生物毒素等方面的檢測。隨著生物感測器應用領域的不斷擴展，已經出現了不少與食品安全檢測相關的生物晶元，該類感測器已逐步走向了產業化，主要包括以下幾個方面：（1）在食源性致病微生物檢測方面的應用。（2)在動物疫病病原菌檢測方面的應用。（3)在獸葯殘留檢測方面的應用。（4)抗生素耐葯檢測。（5)轉基因食品的檢
7. 從免疫學和分子生物學討論現代生物技術在食品檢測中的應用
生物技術檢測方法具有特異的生物識別功能、極高的選擇性，它可與現代的物理化學方法相結合，產生一些簡單、結果精確、靈敏、專一、微量和快速、成本低廉的檢測方法，因此其在食品檢驗中佔有越來越重要的地位。
在食品檢驗中應用的幾種生物檢測技術
1 免疫法
免疫法是最靈敏的生物檢測方法，具有高特異性和高靈敏性（靈敏度可達1ppb，1ppm）、操作簡便、再現性好，應用前景看好。用免疫法可進行蛋白質檢測，由於不同蛋白質的物理、化學性質差別極小，只能通過各種免疫方法或標記探針法加以區別。
(1) 熒光抗體法
將熒光抗體溶液滴加於固定的標本上，一定時間後用緩沖液沖洗，若有相應抗原存在，即與熒光抗體結合，在熒光顯微鏡下即可看到發熒光的抗體復合物。熒光抗體法在微生物污染鑒定中經常使用，最常用於沙門氏菌的檢測。
(2) 放射免疫法
靈敏度高，但操作相對復雜，放射免疫法同位素半衰期短，保存及操作不便。目前應用情況受到限制。
(3) 酶聯免疫吸附法
是一種基本的酶免疫檢測方法，其選擇性好、靈敏度高、快速、易操作、結果判斷客觀准確、實用性強。酶免疫法和其他免疫法一樣，都是以抗體和抗原的特異性結合為基礎的。以酶或輔酶為標記物，標記抗原或抗體，用酶促反應的放大作用來顯示初級免疫學反應。
酶聯免疫吸附法除可檢測食品中的毒素、殘留農葯及微生物外還可用於營養素的測定。
(4) 凝集反應法
當有電解質存在時，顆粒狀的抗原與其特異性的抗體結合並生成可見凝集塊的反應稱為凝集反應，有直接反應和間接反應法。利用凝集反應可測定抗體的效價，也可用於細菌、病毒等的分類。
(5) 沉澱反應法
沉澱反應法常見的是一種瓊脂擴散試驗。單向擴散是利用不同抗原抗體在瓊脂中不同的擴散速度而會在瓊脂中出現幾條相互分離的沉澱帶。雙向擴散則是利用抗原抗體都向中間層―――瓊脂擴散而形成沉澱帶，根據分離沉澱帶的數量可確定抗原抗體種類。
(6) 免疫擴散法
利用蛋白質在半固體基質上的擴散作用，使抗原和抗體在濃度比例合適的部位產生沉澱帶或沉澱環，從而檢測蛋白質。如血清中IgG、IgA、IgM含量的測定。
(7) 免疫電泳法
免疫電泳法是將電泳和瓊脂擴散沉澱反應相結合的一種方法，即先將血清或蛋白質抗原在瓊脂凝膠中進行電泳。帶電的蛋白質抗原向負極移動，加入抗血清後，不同區點的抗原再與抗體進行沉澱，當相應抗原抗體接觸，在適當比例下形成弧形沉澱帶，根據沉澱帶的位置對蛋白質的各組分進行檢測。如免疫球蛋白含量的測定。
2 酶檢測法
酶檢測法就是用酶來測定某些用一般化學方法難於檢測的食品成分的含量或測定食品中某些特殊酶的活性或含量。其最大特點就是特異性強。所以常用於分析結構和物理化學性質比較相近的同類物質的分別鑒定。如測定食品中殘存有機農葯的含量、微生物污染或了解食品的制備、保存情況。
酶檢測法的樣品一般不需要進行很復雜的預處理，由於酶的催化效率很高，反應條件溫和，酶檢測法的檢測速度也比較快。常用的有以下方法：
(1) 終點測定法
在以待測物質為底物的酶反應中，如果使底物能夠接近完全地轉化為產物，而且底物或產物又具有某種特徵性質，通過直接測定轉化前後底物的減少量、產物的增加量或輔酶的變化等就可以定量待測物質。
(2) 動力學測定法
在反應體系中精確加入一定數量的酶，測定反應物或產物變化的速度。測定的參數可以是吸光度、熒光度、pH值等。
(3) 多酶偶聯測定法
當被測定的底物或反應產物沒有易於檢測的物理化學手段時，可採用兩種或兩種以上的酶進行連續式或平行式的偶聯反應，使底物通過兩步或多步反應，轉化為易於檢測的產物，從而測定待測物質的含量。例如葡萄糖的定量測定。
(4) 利用輔酶作用或抑制劑作用測定法
如果待測物質可作為某種酶專一的輔酶或抑制劑，則這種物質的濃度和將其作為輔酶或抑制劑的酶的反應速度之間有一定關聯，因此通過測定該酶的反應速度就能進行這種物質的定量。嘌呤、核甙酸、維生素、輔酶及食品中農葯、殺蟲劑的檢驗可用此法。
(5) 通過酶反應循環系統的高靈敏度測定法
對於極微量的物質進行酶法檢測時，由於靈敏度的原因，在很多情況下不能應用通常的終點測定法，可設計一個酶反應循環系統來提高檢測靈敏度。
(6) 酶標免疫檢測法
抗體與相應的抗原具有選擇和結合的雙重功能。若要測定樣品中抗原的含量，就將酶與待測定抗原的對應抗體結合在一起，製成酶標抗體。然後將酶標抗體與樣品液中待測抗原，通過免疫反應結合在一起，形成酶―抗體―抗原復合物，通過測定復合物中酶的含量就可得出待測抗原的含量。此法可用於食品的污染檢測，尤其適用於毒素的快速檢測。
(7) 放射性同位素測定法
酶的活性可以採用同位素標記的底物進行測量。經酶解後隨時間所生成的放射性產物含量與酶的濃度成正比。也可用放射性同位素的底物在酶的作用下得到的產物，分離測定產物的同位素含量。此法可用於需要進行極微量的分析或因新發現的酶還未找到適當的分析法時的測定。
3 核酸探針技術
核酸探針技術又名基因探針技術或核酸分子雜交技術，具有敏感性高（可檢出10-9―10-12的核酸）和特異性強等優點。兩條不同來源的核酸鏈如果具有互補的鹼基序列，就能夠特異性的結合而成為分子雜交鏈。據此，可在已知的DNA或RNA片段上加上可識別的標記（如同位素標記、生物素標記等），使之成為探針，用以檢測未知樣品中是否具有與其相同的序列，並進一步判定其與已知序列的同源程度。
核酸探針技術已被廣泛應用於進出口動植物及其產品的檢驗。用於檢驗食品中一些常見的致病菌及產毒素菌，如大腸桿菌、沙門氏菌等多種病原體的檢驗。近年來，放射性同位素標記的核酸探針正越來越多地用於產腸毒素性大腸桿菌的快速檢測。
4 多聚酶鏈反應技術
多聚酶鏈反應技術是一種極敏感的分子生物學方法，是一項DNA體外擴增技術，在體外對特定的雙鏈DNA片段進行高效擴增，故又稱基因體外擴增法。
多聚酶鏈反應技術快速、特異、敏感，在食品中致病菌的檢測方面具有很大的應用潛力。如可用於單核細胞增多症李氏桿菌、金黃色葡萄球菌、頑固性梭狀芽胞桿菌、沙門氏菌等的檢測。
5 基因晶元技術
基因晶元技術能同時將大量探針固定於支持物上，可以一次性對樣品大量序列進行檢測和分析，從而解決了傳統核酸印跡雜交技術的操作繁雜、自動化程度低、操作序列數量少、檢測效率低等不足，是一種在生物技術產品檢測中極有發展前景和應用價值的技術，也是近年來國內外研究的熱點，基因晶元檢測技術完全可能成為21世紀最具活力的檢測技術之一。
基因晶元檢測技術可以判斷該植物是否含有外來的基因序列，而鑒定該植物是否為生物技術作物。
6 免疫感測器
免疫感測器是根據生物體內抗原-抗體特異性結合並導致化學變化而設計的生物感測器，其主要由感受器、轉換器和放大器組成。免疫感測器是多學科邊緣交叉的產物，其研究涉及到電化學、物理、生物、免疫學和計算機等領域的相關知識。
免疫感測器主要有:酶免疫感測器、電化學免疫感測器(電位型、電流型、電導型、電容型)、光學免疫感測器(標記型、非標記型)、壓電晶體免疫感測器、表面等離子共振型免疫感測器和免疫晶元等。
基於抗原-抗體特異性結合的工作原理，免役感測器在食品檢測中的應用主要體現在對生物性危害的檢測。如可用於致病菌、生物毒素、農葯、獸葯等的檢測。
8. 生物分離技術在食品工業中的應用
食品工業中用發酵和煮制的話，常常用離心技術。此外層析和膜分離也很常用。
下面介紹下生物分離技術和生物技術在食品工業中的應用進展。
生物分離技術最常見的分離純化方法包括鹽析和有機溶劑分級沉澱、超濾技術、層析技術、電泳技術、離心技術。
(1)鹽析或有機溶劑分級沉澱：向反應產物溶液中加入大量易溶解的鹽如氯化鈉、硫酸銨，這些鹽的離子能結合大量的水，產物因此被鹽沉澱出來。產物溶液中加入能和水互溶的有機溶劑如乙醇、丙酮，常常能降低產物溶解度，而使產物沉澱。選擇適當條件可使產物和雜質分開。
(2) 超濾技術：選擇適當孔徑的超濾膜或超濾中空纖維柱，通過抽濾加壓使一定大小的分子能水一起穿過孔徑，更大的分子則被擋住，以此將產物分離出來。
(3)層析技術：使用濾紙、纖維素、樹脂、凝膠顆粒、多空玻璃珠等填充支持物或者不同於溶劑的另一種液相作為固定的介質對溶劑中的不同物質的結合力不一樣，當溶劑向前推進時，溶劑中的不同溶質便可彼此分開。此外還有按分子大小分開的分子篩層析，按解離能力和離子性質分開的離子交換層析，按生物分子間親和力大小分開的親和層析，以及按兩相溶液間分配系數差異而分開的逆流分溶。
(4)電泳技術：帶有電荷的離子或顆粒在電場作用下向一個電擊方向移動，離子或顆粒因其所帶電荷和質量的不同，在電場中的移動速度不同，因而彼此被分開。被廣泛使用的是凝膠電泳，而毛細管電泳具有最靈敏的分析效果。
(5)細胞、細胞碎片和生物大分子在離心力場作用下能被沉澱下來。離心機在每分鍾旋轉10000次以下的低速是就能使細胞沉澱，細胞碎片要在每分鍾旋轉20000到30000次的高速下才能被沉降，生物大分子則需要在每分鍾旋轉30000次以上的超速離心方能克服分子熱運動而被沉降。
生物技術在食品工業中的應用進展
益生菌：隨著益生菌多項保健功能的不斷發現，如平衡腸道菌群，改善腸道功能、調節免疫、增強消化功能，促進營養物質吸收、抗誘變和防癌特性、抗氧化與延緩衰老以及改善心血管系統等。目前，國際上對益生菌的研究顯得非常活躍，特別是在日本、法國、美國等國家已形成了系統化專業性科研隊伍。
世界各國益生菌研究主要集中在益生菌促進人體健康的機理、益生菌的工業化與產業化應用技術、更高質量或帶多功能性益生菌的高效篩選與定向設計等前沿領域，其研究成果應用於食品工業生產大大提高了人體健康水平並帶來了客觀的經濟效益。在我國，特別是在奶
製品和一些功能性的食品中益生菌已廣為運用。
在基礎研究方面，我國科學家取得了豐碩的研究成果。2008年7月，內蒙古農業大學等單位承擔的益生菌L．casei Zhang基因組學和蛋白質組學研究項目通過鑒定，項目完成了益生菌L．ca-sei Zhang染色體基因組和質粒基因組plca36序列的測定，從而能夠准確地將該菌株的益生功能基因進行定位，為其益生機理進一步深入研究和相關產品的開發應用從基因水平上奠定了基礎。該項目的完成標志著我國在乳酸菌基因組學方面的研究達到國際水平。同時，國內圍繞乳製品、發酵肉製品工業發酵劑菌株篩選獲得重要進展，建立了從多菌相肉品發酵體系中定向篩選特質菌株的高通量技術平台和我國第一個原創性、具有自主知識產權的乳酸菌菌種資源庫，篩選得到了幾十株具有優良生產性狀及益生特性的乳酸菌菌株，為我國益生菌製品的開發奠定了強大的技術和菌源基礎。
代謝工程：在代謝工程研究方面，隨著研究應用的深入，代謝工程的定義也在不斷更新，現在多將其定義為利用基因工程技術，有目的地對細胞代謝途徑進行精確地修飾、改造或擴展、構建新的代謝途徑，以改變微生物原有代謝特性，並與微生物基因調控、代謝調控及生化工程相結合，提高目的代謝產物活性或產量，合成新的代謝產物的工程技術科學。總體而言，代謝工程是在建立代謝網路理論的基礎上，通過對代謝流的定性、定量分析，從而對代謝工程進行設計包括改變代謝流、擴展代謝途徑和構建新的代謝途徑等方法，其核心是在分子水平上對靶基因或基因簇進行遺傳操作，所以又稱為第三代基因工程。
代謝工程主要包括3個步驟：細胞途徑的修飾(合成)，修飾後細胞表型的嚴格評價(表型表徵)，根據評價結果設計進一步的修飾(優化設計)。其中，表現表徵的評價即是在獲得大量生化反應數據的基礎上，採用化學、數學的研究方法並結合先進的信息技術進行高通量分析，進一步研究細胞代謝的動態特徵和控制機理，並由此發展了各種數學系統模型用於輔助改善代謝工程設計。
隨著後基因組學時代的到來，各種組學技術(基因組學、轉錄物組學、蛋白質組學、代謝物組學、代謝通量組學等)在代謝工程相關研究中被廣泛使用，通過組學技術對細胞基因組以及細胞與微觀和宏觀環境條件關系等特性進行表型表徵，代替傳統表型表徵的方法，使代謝工程的研究從局部通路水平上升到整體水平，從而可以更好地揭示生物復雜代謝網路及調控機理，進行代謝工程的研究。目前，以各層次功能基因組學研究為基礎，藉助高通量實驗技術和生物信息學工具等，通過整合各層次組學研究數據，建立數學模型，或通過比較不同菌株或同一菌株在不同條件下各個層次組學差異以闡明生命活動規律，以此進行代謝工程設計的尺度多層次的系統生物學方法，成為了各國科學家研究的重點方向。
生物反應器：在生物反應器研究方面，自動化、多功能和高效率的新型生物反應器一直是近年來研究的熱點。包括人工生物反應器和天然生物反應器，比如微生物、動物和植物表達系統等，研究主要集中在將分離技術和生物反應過程結合開發出高效率的生物反應器，比如超臨界反應器和膜反應器等，以及研究生物反應機理、反應過程參數感測器的研製、自動化控制系統和數學模型的建立等，特別是參數控制方面的研究和固體發酵生物反應器的開發是研究的兩個重點領域。
安全檢測：此外，生物技術，如酶聯免疫吸附測定(ELISA)、聚合酶鏈式反應(PCR)和DNA晶元技術等用於食品微生物、毒素以及殘留葯物等食品安全檢測方面也顯示出其靈敏度高、特異性強、簡便快捷等優勢，逐漸成為食品安全研究的重要方向。
9. 微生物在食品工業中的應用
微生物在食品工業中的應用
1.1 食醋
食醋是我國勞動人民在長期的生產實踐中製造出來的一種酸性調味品。它能增進食慾，幫助消化，在人們飲食生活中不可缺少。在我國的中醫葯學中醋也有一定的用途。全國各地生產的食醋品種較多。著名的山西陳醋、鎮江香醋、四川麩醋、東北白醋、江浙玫瑰米醋、福建紅曲醋等是食醋的代表品種。食醋按加工方法可分為合成醋、釀造醋、再制醋三大類。其中產量最大且與我們關系最為密切的是釀造醋，它是用糧食等澱粉質為原料，經微生物制曲、糖化、酒精發酵、醋酸發酵等階段釀制而成。其主要成分除醋酸(3%～5%)外，還含有各種氨基酸、有機酸、糖類、維生素、醇和酯等營養成分及風味成分，具有獨特的色、香、味。它不僅是調味佳品，長期食用對身體健康也十分有益。
1.1.1 生產原料
目前釀醋生產用的主要原料有：薯類 如甘薯、馬鈴薯等；糧谷類 如玉米、大米等；糧食加工下腳料 如碎米、麩皮、谷糠等；果蔬類 如黑醋栗、葡萄、胡蘿卜等；野生植物 如橡子、菊芋等；其他 如酸果酒、酸啤酒、糖蜜等。
生產食醋除了上述主要原料外，還需要疏鬆材料如谷殼、玉米芯等，使發酵料通透性好，好氧微生物能良好生長。
1.2 發酵乳製品
發酵乳製品是指良好的原料乳經過殺菌作用接種特定的微生物進行發酵作用，產生具有特殊風味的食品，稱為發酵乳製品。它們通常具有良好的風味、較高的營養價值、還具有一定的保健作用。並深受消費者的普遍歡迎。常用發酵乳製品有酸奶、乳酪、酸奶油、馬奶酒等。
發酵乳製品主要包括酸奶和乳酪兩大類，生產菌種主要是乳酸菌。乳酸菌的種類較多，常用的有乾酪乳桿菌(Lactobacillus casei)、保加利亞乳桿菌(L. bulgaricus)、嗜酸乳桿菌(L. acidophilus)、植物乳桿菌(L. plantarum)、乳酸乳桿菌(L. Lactis)、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)等。
近年來，隨著對雙歧乳酸桿菌在營養保健方面作用的認識，人們便將其引入酸奶製造，使傳統的單株發酵，變為雙株或三株共生發酵。由於雙歧桿菌的引入，使酸奶在原有的助消化、促進腸胃功能作用基礎上，又具備了防癌、抗癌的保健作用。雙歧桿菌因其菌體尖端呈分枝狀(如Y型或V型)而得名。雙歧桿菌是無芽孢革蘭氏陽性細菌，專性厭氧、不抗酸、不運動、過氧化氫酶反應為陰性，最適生長溫度為37~41℃。初始生長最適pH6.5~7.0，能分解糖。雙歧桿菌能利用葡萄糖發酵產生醋酸和乳酸(2：3)，不產生CO2。目前已知的雙歧桿菌共有24種，其中9種存在於人體腸道內，它們是兩歧雙歧桿菌(B. bifim)、長雙歧桿菌(B. longum)、短雙歧桿菌(B. brevvis)、嬰兒雙歧桿菌(B. angulatum)、鏈狀雙歧桿菌(B. adolescentis)、假鏈狀雙歧桿菌(B. pseudocatenulatum)和牙雙歧桿菌(B. dentmum)等。應用於發酵乳製品生產的僅為前面5種。
雙歧桿菌與人體，除了如在酸奶中起到和其它乳酸菌一樣的對乳營養成分的「預消化」作用，使鮮乳中的乳糖、蛋白質水解成為更易為人體吸收利用的小分子以外，主要產生雙歧桿菌素。其對腸道中的致病菌如沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌等具有明顯的殺滅效果。乳中的雙歧桿菌還能分解積存於腸胃中的致癌物N-亞硝基胺，防止腸道癌變，並能通過誘導作用產生細胞干擾素和促細胞分裂劑，活化NK細胞，促進免疫球蛋白的產生、活化巨嗜細胞的功能，提高人體的免疫力，增強人體對癌症的抵抗和免疫能力。
目前，發酵乳製品的品種很多，如酸奶、飲料、乾酪、乳酪等。現僅簡要介紹一下雙歧桿菌酸奶的生產工藝。
雙歧桿菌酸奶的生產有兩種不同的工藝。一種是兩歧雙歧桿菌與嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌等共同發酵的生產工藝，稱共同發酵法。另一種是將兩歧雙歧桿菌與兼性厭氧的酵母菌同時在脫脂牛乳中混合培養，利用酵母在生長過程中的呼吸作用，以生物法耗氧，創造一個適合於雙歧桿菌生長繁殖、產酸代謝的厭氧環境，稱為共生發酵法。
1.3 氨基酸發酵
1.3.1 概述
氨基酸是組成蛋白質的基本成分，其中有8種氨基酸是人體不能合成但又必需的氨基酸，稱為必需氨基酸，人體只有通過食物來獲得。另外在食品工業中，氨基酸可作為調味料，如谷氨酸鈉、肌苷酸鈉、鳥苷酸鈉可作為鮮味劑，色氨酸和甘氨酸可作為甜味劑，在食品中添加某些氨基酸可提高其營養價值等等。因此氨基酸的生產具有重要的意義。表7~1列出部分氨基酸生產所用的菌株。
自從60年代以來，微生物直接用糖類發酵生產谷氨酸獲得成功並投入工業化生產。我國成為世界上最大的味精生產大國。味精以成為調味品的重要成員之一，氨基酸的研究和生產得到了迅速發展。隨著科學技術的進步，對傳統的工藝不斷地進行改革，但如何保持傳統工藝生產的特有風味，從而使新工藝生產出的產品更具魅力，是今後研究的課題。
1.5 黃原膠
1.5.1 概況
黃原膠(Xamthan Gum)別名漢生膠，又稱黃單胞多糖，是國際上70年代發展起來的新型發酵產品。它是由甘蘭黑腐病黃單胞細菌(Xanthomonas campestris)以碳水化合物為主要原料，經通風發酵、分離提純後得到的一種微生物高分子酸性胞外雜多糖。其作為新型優良的天然食品添加劑用途越來越廣泛。
國際上，黃原膠開發及應用最早的是美國。美國農業部北方地區Peoria實驗室於60年代初首先用微生物發酵法獲得黃原膠。1964年，美國Merck公司Keco分部在世界上首先實現了黃原膠的工業化生產。1979年世界黃原膠總產量為2000t，1990年達4000t以上。在美國，黃原膠年產值約為5億美元，僅次於抗生素和溶劑的年產值，在發酵產品中居第3位。
我國對黃原膠的研究起步較晚，進行開發研究的單位，如南開大學、中科院微生物研究所、山東食品發酵研究所等，均已通過中試鑒定。目前全國有煙台、金湖、五連等數家黃原膠生產廠，年產在200t左右，主要用作食品添加劑。我國生產黃原膠的澱粉用量一般在5%左右，發酵周期為72~96h，產膠能力30~40g/L，與國外比較，生產水平較低。隨著黃原膠生產和應用范圍的進一步發展，目前北京、四川、鄭州、蘇州、山東等地都有黃原膠生產新廠建成，預示著我國的黃原膠生產將呈現一個新的局面。
2 食品製造中的酵母及其應用
酵母菌與人們的生活有著十分密切的關系，幾千年來勞動人民利用酵母菌製作出許多營養豐富、味美的食品和飲料。目前，酵母菌在食品工業中佔有極其重要的地位。利用酵母菌生產的食品種類很多，下面僅介紹幾種主要產品。
2.1 麵包
麵包是產小麥國家的主食，幾乎世界各國都有生產。它是以麵粉為主要原料，以酵母菌、糖、油脂和雞蛋為輔料生產的發酵食品，其營養豐富，組織蓬鬆，易於消化吸收，食用方便，深受消費者喜愛。
酵母是生產麵包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，學名為啤酒酵母。麵包酵母有圓形、橢圓形等多種形態。以橢圓形的用於生產較好。酵母為兼性厭氧性微生物，在有氧及無氧條件下都可以進行發酵。
2.2 釀酒
我國是一個酒類生產大國，也是一個酒文化文明古國，在應用酵母菌釀酒的領域里，有著舉足輕重的地位。許多獨特的釀酒工藝在世界上獨領風騷，深受世界各國贊譽，同時也為我國經濟繁榮作出了重要貢獻。
釀酒具有悠久的歷史，產品種類繁多如：黃酒、白酒、啤酒、果酒等品種。而且形成了各種類型的名酒，如紹興黃酒、貴州茅台酒、青島啤酒等。酒的品種不同，釀酒所用的酵母以及釀造工藝也不同，而且同一類型的酒各地也有自己獨特的工藝。
2.2.1 啤酒
啤酒是以優質大麥芽為主要原料，大米、酒花等為輔料，經過制麥、糖化、啤酒酵母發酵等工序釀制而成的一種含有C02、低酒精濃度和多種營養成分的飲料酒。它是世界上產量最大的酒種之一。
3.1 生產用黴菌菌種
澱粉的糖化、蛋白質的水解均是通過黴菌產生的澱粉酶和蛋白質水解酶進行的。通常情況是先進行黴菌培養制曲。澱粉、蛋白質原料經過蒸煮糊化加入種曲，在一定溫度下培養，曲中由黴菌產生的各種酶起作用，將澱粉、蛋白質分解成糖、氨基酸等水解產物。
在生產中利用黴菌作為糖化菌種很多。根霉屬中常用的有日本根霉(Rhizopus japonicus AS3. 849)、米根霉(Rhizopus oryzae)、華根霉(Rhizopus chinensis〉等；麴黴屬中常用的有黑麴黴(Aspergillus niger)、宇佐美麴黴(Asp. usamii)、米麴黴(Asp. oryzae)和泡盛麴黴(Asp. awamori)等；毛霉屬中常用的有魯氏毛霉(Mucor rouxii)，還有紅曲屬(Monascus)中的一些種也是較好的糖化劑，如紫紅麴黴(Monascus. Purpurens)、安氏紅麴黴(Monascus. anka)、銹色紅麴黴(Monascus. rubiginosusr)、變紅麴黴(Monascus. serorubescons AS3.976)等。
3.2 醬類
醬類包括大豆醬、蠶豆醬、面醬、豆瓣醬、豆豉及其加工製品，都是由一些糧食和油料作物為主要原料，利用以米麴黴為主的微生物經發酵釀制的。醬類發酵製品營養豐富，易於消化吸收，即可作小菜，又是調味品，具有特有的色、香、味，價格便宜，是一種受歡迎的大眾化調味品。
用於醬類生產的黴菌主要是米麴黴（Asp.oryzae），生產上常用的有滬釀3.042，黃麴黴Cr-1菌株（不產生毒素），黑麴黴（Asp. Nigerf-27）等。所用的麴黴具有較強的蛋白酶、澱粉酶及纖維素酶的活力，它們把原料中的蛋白質分解為氨基酸，澱粉變為糖類，在其他微生物的共同作用下生成醇、酸、酯等，形成醬類特有的風味。
3.3 醬油
醬油是人們常用的一種食品調味料，營養豐富，味道鮮美，在我國已有兩千多年的歷史。它是用蛋白質原料(如豆餅、豆柏等)和澱粉質原料(如麩皮、麵粉、小麥等)，利用麴黴及其他微生物的共同發酵作用釀制而成的。
醬油生產中常用的黴菌有米麴黴、黃麴黴和黑麴黴等，應用於醬油生產的麴黴菌株應符合如下條件：不產黃麴黴毒素；蛋白酶、澱粉酶活力高，有谷氨醯胺酶活力；生長快速、培養條件粗放、抗雜菌能力強；不產生異味，制曲釀造的醬製品風味好。
1923年美國科學家研究成功了以廢糖蜜為原料的淺盤法檸檬酸發酵，並設廠生產。1951年美國Miles公司首先採用深層發酵大規模生產檸檬酸。我國1968年用薯干為原料採用深層發酵法生產檸檬酸成功，許多微生物都能產生蘋果酸，
食品製造中的主要微生物酶制劑及其應用
酶是一種生物催化劑，催化效率高、反應條件溫和和專一性強等特點，已經日益受到人們的重視，應用也越來越廣泛。生物界中已發現有多種生物酶，在生產中廣泛應用的僅有澱粉酶、蛋白酶、果膠酶、脂肪酶、纖維素酶、葡萄糖異構酶、葡萄糖氧化酶等十幾種。利用微生物生產生物酶制劑要比從植物瓜果、種子、動物組織中獲得更容易。因為動、植物來源有限，且受季節、氣候和地域的限制，而微生物不僅不受這些因素的影響，而且種類繁多、生長速度快、加工提純容易、加工成本相對比較低，充分顯示了微生物生產酶制劑的優越性。現在除少數幾種酶仍從動、植物中提取外，絕大部分是用微生物來生產的。
4.1 主要酶制劑、用途及產酶微生物
酶制劑可以由細菌、酵母菌、黴菌、放線菌等微生物生產。
.3.1 酶制劑在食品保鮮方面的應用
隨著人們對食品的要求不斷提高和科學技術的不斷進步，一種嶄新的食品保鮮技術—酶法保鮮技術正在崛起。酶法保鮮技術是利用生物酶的高效的催化作用，防止或消除外界因素對食品的不良影響，從而保持食品原有的優良品質和特性的技術。由於酶具有專一性強、催化效率高、作用條件溫和等特點，可廣泛地應用於各種食品的保鮮，有效地防止外界因素，特別是氧化和微生物對食品所造成的不良影響。
葡萄糖氧化酶（Glucose oxidase）是一種氧化還原酶，它可催化葡萄糖和氧反應，生成葡萄糖酸和雙氧水。將葡萄糖氧化酶與食品一起置於密封容器中，在有葡萄糖存在的條件下，該酶可有效地降低或消除密封容器中的氧氣，從而有效地防止食品成分的氧化作用，起到食品保鮮作用。
酶制劑在澱粉類食品生產中的應用
澱粉類食品是指含大量澱粉或以澱粉為主要原料加工而成的食品，是世界上產量最大的一類食品。澱粉可以通過水解作用生成糊精、低聚糖、麥芽糊精和葡萄糖等產物。這些產物又可進一步轉化為其他產物。在這些產物的生產中，已廣泛應用各種酶。
在澱粉類食品的加工中，多種酶被廣泛地應用，其中主要的有a-澱粉酶、β-澱粉酶、糖化酶、支鏈澱粉酶、葡萄糖異構酶等。現在國內外葡萄糖的生產絕大多數是採用澱粉酶水解的方法。酶法生產葡萄糖是以澱粉為原料，先經a-澱粉酶液化成糊精，再利用糖化酶生成葡萄糖。果葡糖漿是有葡萄糖異構酶催化葡萄糖異構化生成果糖，而得到含有葡萄糖和果糖的混合糖漿。
10. 舉例子說明市場上的食品運用了生物技術哪些理論和哪些方法
摘要 其實生物技術在食品方面應用不少，比如一些乳酸飲料的生產，就是利用生物技術，也就是微生物發酵。食品因為本身不會有太高的科技含量，這樣才能滿足大工業生產，因此在各種條件控制方面都不能達到實驗室的精確程度，因此生物技術應用在食品上也是相對低端的，一個是方便生產，一個是降低成本，釀酒等都屬於生物技術，具體的還要自己體會，這個面比較寬。