⑴ 近年来在微生物的食品上的应用取得的成就有哪些
微生物用于食品工业在我国已有悠久的历史。食醋、酱油、啤酒、泡菜、面包等传统发酵食品均已在人们的生活中占有了重要的地位。随着食品工业的兴起以及微生物研究技术的飞速发展, 微生物在食品工业中发挥着越来越重要的作用。本文就其在食品工业中应用的研究热点进行了综述。
1、现代微生物技术在食品上的进步
与传统微生物发酵技术相比,现代微生物技术无论从应用范围还是生产效率上都有极大的进步。 首先在对生产菌种的认识上,现代微生物技术有了更加科学的了解。传统自然发酵中的微生物体系成分复杂,单一菌种发酵活力较低,不适合工业化大规模生产。而随着微生物科学的发展进步,人类对发酵过程中的微生物有了科学的认识,能够采用纯种的菌株进行发酵,大大提高了产率,同时还运用基因工程技术选育新的菌种,利用辐射等理化因素进行诱变育种以及菌株杂交等手段来产生形状更加优良的菌种。 在发酵技术上,现代微生物食品加工一般在发酵罐等发酵设备中,连续自动地进行,发酵的全部参数,如温度、pH、罐压、溶解氧、空气流量、二氧化碳含量等均可自动记录控制,工作效率大大提高。而且食品加工过程都有着良好生产操作规范,在容易发生食品安全问题的环节上,建立了相应的预防控制措施,充分保证产品的安全性。 同时现代发酵技术在获取发酵产物的同时,还开始利用微生物产生的酶来生产食品,这也是较传统发酵食品的一大进步。如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等已被广泛应用于苏打饼干、面包、蛋品、奶酪等各类食品的生产。
2、微生物技术在食品工业的应用
(1)益生菌,是指通过改善肠道菌群微生态平衡而对宿主动物的健康产生有益作用的活体微生物。益生菌具有可以控制肠道感染,减缓乳糖不耐症,抗腹泻降低血浆胆固醇的含量,增强免疫力,防癌抑癌等功效。目前应用于人体的益生菌有双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、蜡样芽胞杆菌、地衣芽胞杆菌、酵母菌等。在这些益生菌当中研究最多的要属乳酸杆菌属和双岐杆菌属等。对于芽孢杆菌属的研究相对较少。有研究表明芽孢杆菌属有着很强的营养特性, 并且具有耐高温, 耐酸碱的良好稳定性和优良的产酸、产酶、产维生素等性能, 能保持较高活菌数, 并且能够较好地发挥生理生化作用。
(2)微生物风味剂,酵母抽提物被誉为第三代调味剂,是以新鲜的酵母为原料,采用生物酶解技术,将酵母细胞内的蛋白质、核酸等进行生物降解精制而成的复合型天然调味料。其富含多种氨基酸、肽类物质、维生素等营养成分,已被广泛地应用于食品工业。国内在酵母抽提物方面的研究尚处于起步阶段,由于其口感好,鲜度高,营养丰富等多方面的优点,将具有广阔的前景。
(3)微生物防腐剂,防腐剂是食品工业生产中最重要的添加剂之一,添加剂的安全性始终是一亟待解决的问题。随着对微生物研究的不断深入,各种天然防腐剂相继发现,这类防腐剂不仅安全无毒甚至对人体有保健作用。随着人们健康意识的提高,用微生物防腐剂代替化学防腐剂已成为食品保藏技术的发展趋势,对各种微生物防腐剂抑菌物质的鉴定,抗菌谱的确立,食品毒理学分析等将成为研究的重点。另外,通过生物工程技术对抑菌物质的遗传调控进行研究,不仅具有理论意义而且有广泛的应用前景。在应用微生物防腐剂时可以同时使用几种或与来自动植物的防腐剂配合使用,利用他们之间的协同效应增强效果。
3、有害微生物的预防及食品的保藏
在食品贮藏过程中,会发生微生物滋生使食品变质的现象。可以通过微生物学知识结合数学模型对食品产品中的微生物危害,和食源性病原微生物的危害情况进行预测。 除了食品的保藏,食品安全问题也已成为国际组织、各国政府、工商企业和消费者关注的焦点和目前研究的热点。各国政府有权采取强制性卫生措施保护本国人民健康、免受进口食品的危害,同时要求各国政府采取的卫生措施必须建立在风险评估的基础上。因此,风险评估是各国制定食品卫生标准和实施食品安全管理的基础。开展食源性微生物风险评估,对有效管理食品的安全问题,保护消费者健康,具有重要的意义。在此背景下,食品风险评估技术近年来也得到充分发展。
4、微生物学在食品领域应用的展望
从微生物食品的发展来看,可食用微生物作为未来开发的食源,尚处于“幼稚”期,但优势明显,开发潜力巨大,具有产业化发展前景。 随着生物技术的飞速发展,利用基因工程对微生物进行菌种改造从根本上解决发酵食品生产工艺中的问题,已在食品工业中开展试用。功能性食品及食品添加剂等各方面的生产都将与微生物紧密相连,微生物将为食品工业的发展开辟更广泛的前景。微生物在食品工业中的应用也远远不仅如此,今后将会发挥越来越重要的作用。
⑵ 总结霉菌等微生物在人类生产生活中的应用
在食品生产中微生物应用十分广泛,但不外乎三种方式:一是应用微生物菌体,二是应用微生物的代谢产物,三是应用微生物的酶。随着科学技术的进步做生物应用于食品生产的领域和范围必然越来越广泛。
⑶ 举列谈谈现代生物技术在生产和生活中的应用
1、工业方面
(1)生物技术被用来提高生产力,从而提高粮食产量。
(2)生物技术可以改善食品质量。例如,以淀粉为原料,用固定化酶(或酶菌)代替蔗糖生产高果糖糖浆,是制糖工业的一场革命。
(3)生物技术也被用于开发食品品种。利用生物技术生产单细胞蛋白为解决蛋白质缺乏问题提供了一种可行的途径。目前,世界上单细胞蛋白产量已超过3000万吨,质量也取得了重大突破,从主要用作饲料到人民表。
2、农业方面
(1)生物技术不仅可以提高作物产量,而且可以快速繁殖。
(2)生物技术不仅可以提高作物的品质,而且延缓植物的成熟,从而延长植物食品的保质期。
(3)生物技术在培育抗逆性作物方面发挥着重要作用。例如,利用基因工程培育的抗虫作物不需要杀虫剂,不仅提高了种植的经济效益,而且保护了环境。1999,200万多亩转基因抗虫棉品种在中国推广应用,取得了巨大的经济效益。
3、医药方面
疫苗主动免疫是预防传染病最有效的手段之一。注射或口服疫苗可激活免疫系统并产生针对病原体的特异性抗体。
从20世纪70年代开始,人们开始使用基因工程技术生产疫苗。基因工程疫苗将病原体的一些蛋白质基因重组为细菌或真核细胞,并利用细菌或真核细胞产生大量的病原体蛋白作为疫苗。
例如,乙型肝炎疫苗是利用基因工程技术来预防乙型肝炎的,中国生产的基因工程乙型肝炎疫苗主要是利用酵母表达系统来生产疫苗。
4、军事方面
过去,几家美国生物技术公司曾与官方合作,提出生物武器的防卫战略,但大多数试验仅是模拟。在911事件以前,美国卫生部用于生物防恐的研究经费为5000万美元。但911事件以后,该预算大大增加。
5、林业方面
建成并投产了年产2000万株规模的生产线,成为国内首个应用细胞工程技术实现林木种苗产业化最大规模生产的项目。
⑷ 在我们的生活中,生物技术主要有哪些方面的应用试举例说明。
医疗领域:在目前这方面的研究受到极大的注目。像是干细胞应用于再生医学领域,如人工脏器、神经修复等。或是以蛋白质结构解析数据,对于功能性区域(domain)来开发相对应的抑制剂(如:酵素抑制剂)。利用微阵列核酸晶片,或是蛋白质晶片,寻找致病基因。或是利用抗体技术,将毒素送入具有特殊标记的癌细胞。或利用基因转殖技术,进行基因治疗等。基因治疗(gene therapy)利用分子生物学方法将目的基因导入患者体内,使之表达目的基因产物,从而使疾病得到治疗,为现代医学和分子生物学相结合而诞生的新技术。基因治疗作为新疾病治疗的新手段,给一些难治疾病的根治带来了光明。
农学食粮:人口快速膨胀,食粮问题正是生物技术应用的切入点。在基因转殖农作物的开发下,除了转殖进入抗虫害基因、抗冻基因外,例如含有维生素A的稻米也问世。在有限耕地下,转殖农作物解决了品质上的问题。除此之外,观赏用的花卉等,也靠着组织培养的技术,将高品质的花卉复制生产,提高花卉价值。着名的像是台湾的蝴蝶兰。另外,经过遗传工程技术,能产生凝血因子的乳牛也提供医疗用途。生物肥料(biofertilizer)主要利用微生物技术制作的肥料种类。生物肥料不仅给作物提供养料、改善品质、增强抗寒抗虫害能力、还改善土壤通透性、保水性、酸碱度等理性化特性,可为作物根系创造良好生长环境,从而保证作物的增产。生物农药(biopesticide)利用微生物、抗生素和基因工程等产生有杀灭虫病效果的毒素物质,生产出广谱毒力强的微生物菌株制作而成的农药。它的特点有:1.不像化学农药般见效快,但效果持久。2.与化学农药比,害虫难以产生抗药性。3.对环境影响小。4.对人体和作物的危害性小。5.使用范围和方法有限制;等等。
军事科技:基因工程武器(genetic engineering weapon)简称基因武器,例子有:插入眼镜蛇毒液基因的流感病毒和含有炭疽病毒的大肠杆菌。基因武器的特点是:1.生产成本低、杀伤力大、作用时间长。2.对方使用难发现、难预防、难治疗。3.使用方肌丹冠柑攉纺圭尸氦建法简单,施放手段多。4.只伤害人,不破坏武器装备、设施。5.一旦使用会产生强烈的心理威慑作用。
工业应用:在工业上,利用工业菌种的特殊代谢路径,来替代一些化学反应。除了专一性提高,也在常温常压下,节约能源。也由于专一性高,产生的废弃物量低,也因此被称为绿色工业。
环境保护:当环境受到破坏,可以利用生物技术的处理方式,让环境免于第二次受害。生物具有高度专一性,能针对特殊的污染源进行排除。例如运输原油的邮轮,因事故,将重油污染海域,而利用分解重油的特殊微生物菌株,对于重油进行分解,代谢成环境可以接受的短练脂肪酸等,排解污染。此外,土壤遭受重金属污染,亦可利用特定植物吸收污染源。
⑸ 微生物在食品上的应用有哪几种
主要来说有两个方面,一方面是利用有益微生物的作用制造发酵食品,现代发酵工程在食品领域应用非常广泛;另一方面是防止有害微生物污染食品,保证食品安全。
一、微生物发酵在食品方面的应用
微生物发酵即利用微生物在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物。它在食品方面应用非常广泛,日常生活中常见的有以下几种:
1、发酵乳制品,如酸奶、饮料、干酪、奶酪等。
2、面包。制作面包时酵母是必不可少的生物松软剂,面包酵母是一种单细胞生物,属真菌类,学名啤酒酵母
3、一些食品添加剂如柠檬酸、赖氨酸等
4、各种酒类,传统白酒、葡萄酒、其他发酵水果酒、啤酒等
5、调味剂,如味精,肌苷酸等的都是微生物发酵的产品。
6、泡菜、豆腐乳、豆豉,其他如酱油、酿造醋、面酱等
微生物发酵的应用古以有之,酒在古代就已经是生活中不可或缺的,受到社会各个阶层的喜爱。现代发酵工程更是把微生物发酵运用到各个方面。
二、微生物保鲜技术在食品方面的应用
1、常用于食品保鲜的微生物
微生物中利用细菌保鲜的报道比较多。利用蜡样芽孢杆菌对绿茶进行生物保鲜的技术已获得中国专利发明,乳酸菌在水果、蔬菜、肉品、奶类的生物保鲜方面已有了较深的研究和较为广泛的应用。 在国外有利用木霉对果蔬进行保鲜的报道。例如,美国、法国、英国利用木霉对洋梨、蘑菇、苹果进行防病保鲜;我国也有一些应用木霉对茉莉花、茄子、蜜柑等进行保鲜的研究报道。
2、食品的微生物保鲜机理
(1) 形成生物膜 微生物通过分泌胞外多糖等成膜物质,在食品外部形成一层致密的薄膜,隔绝氧气,防止水分蒸发。如在绿茶的生物保鲜中,蜡样芽孢杆菌会在茶叶表面形成生物膜,阻止了茶叶与氧气的直接接触,有效地控制了茶叶的氧化劣变。生物保鲜膜可以有效抑制呼吸作用,减少水分蒸发,防止微生物污染,减少微生物腐败作用,延长果实保鲜时间,提高商品率。
(2) 竞争作用 保鲜微生物可与有害微生物竞争食品中的糖类等营养物质,从而抑制有害微生物的生长。在羊肉的生物保鲜中,乳酸菌可以有效地减少食品表面有限的糖类,从而达到了较好的保鲜效果。
(3) 拮抗作用 微生物主要是通过拮抗作用抑制或杀死食品中的有害微生物,从而达到防腐保鲜目的。
⑹ 科学现代微生物技术用在哪些方面
发酵工业:如生产酒,酱油,味精等生活必需品。
医药:现代西医是建立在对微生物认识的基础上的,包括药物如抗生素,治疗方法和理念等。
农业:农业动植物保护,生物肥料,生物农药,等。
环境保护:各种难降解物质的降解,环境的综合治理,污水的处理。
国防:生化武器的研制与预防。
还有很多哦!
⑺ 生物技术在现实中的应用有哪些
医疗领域:在目前这方面的研究受到极大的注目。像是干细胞应用于再生医学领域,如人工脏器、神经修复等。或是以蛋白质结构解析数据,对于功能性区域(domain)来开发相对应的抑制剂(如:酵素抑制剂)。利用微阵列核酸晶片,或是蛋白质晶片,寻找致病基因。或是利用抗体技术,将毒素送入具有特殊标记的癌细胞。或利用基因转殖技术,进行基因治疗等。基因治疗(gene therapy)利用分子生物学方法将目的基因导入患者体内,使之表达目的基因产物,从而使疾病得到治疗,为现代医学和分子生物学相结合而诞生的新技术。基因治疗作为新疾病治疗的新手段,给一些难治疾病的根治带来了光明。 农学食粮:人口快速膨胀,食粮问题正是生物技术应用的切入点。在基因转殖农作物的开发下,除了转殖进入抗虫害基因、抗冻基因外,例如含有维生素A的稻米也问世。在有限耕地下,转殖农作物解决了品质上的问题。除此之外,观赏用的花卉等,也靠着组织培养的技术,将高品质的花卉复制生产,提高花卉价值。着名的像是台湾的蝴蝶兰。另外,经过遗传工程技术,能产生凝血因子的乳牛也提供医疗用途。生物肥料(biofertilizer)主要利用微生物技术制作的肥料种类。生物肥料不仅给作物提供养料、改善品质、增强抗寒抗虫害能力、还改善土壤通透性、保水性、酸碱度等理性化特性,可为作物根系创造良好生长环境,从而保证作物的增产。生物农药(biopesticide)利用微生物、抗生素和基因工程等产生有杀灭虫病效果的毒素物质,生产出广谱毒力强的微生物菌株制作而成的农药。它的特点有:1.不像化学农药般见效快,但效果持久。2.与化学农药比,害虫难以产生抗药性。3.对环境影响小。4.对人体和作物的危害性小。5.使用范围和方法有限制;等等。 军事科技:基因工程武器(genetic engineering weapon)简称基因武器,例子有:插入眼镜蛇毒液基因的流感病毒和含有炭疽病毒的大肠杆菌。基因武器的特点是:1.生产成本低、杀伤力大、作用时间长。2.对方使用难发现、难预防、难治疗。3.使用方法简单,施放手段多。4.只伤害人,不破坏武器装备、设施。5.一旦使用会产生强烈的心理威慑作用。 工业应用:在工业上,利用工业菌种的特殊代谢路径,来替代一些化学反应。除了专一性提高,也在常温常压下,节约能源。也由于专一性高,产生的废弃物量低,也因此被称为绿色工业。 环境保护:当环境受到破坏,可以利用生物技术的处理方式,让环境免于第二次受害。生物具有高度专一性,能针对特殊的污染源进行排除。例如运输原油的邮轮,因事故,将重油污染海域,而利用分解重油的特殊微生物菌株,对于重油进行分解,代谢成环境可以接受的短练脂肪酸等,排解污染。此外,土壤遭受重金属污染,亦可利用特定植物吸收污染源。
⑻ 微生物在实际生活中的应用
如:利
1.用微生物发酵酿酒、制醋、面包、馒头等食品。
2.利用微生物的代谢产物美容:肉毒梭菌的毒素;
3.利用益生菌微生物调节人体免疫增加抵抗力的口服液:双歧杆菌等。
4.制作酸奶和奶酪:乳酸柑橘;
5.芽孢杆菌产生的蛋白酶:加酶洗衣粉.......