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食品生物技术:细胞工程在食品工业的应用

【摘要】:细胞工程就是在细胞水平上,按照人们的设计,有计划地改造生物遗传特性和生产性能,以获取特定的细胞、细胞产品或新生物体的技术。日本研究人员利用培养草莓细胞生产红色素的技术已成功应用于葡萄酒及食品加工中。食品发酵工业的关键是优良菌株的获取。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。总之,细胞工程技术对于食品工业的发展发挥了巨大的作用。

细胞工程就是在细胞水平上,按照人们的设计,有计划地改造生物遗传特性和生产性能,以获取特定的细胞、细胞产品或新生物体的技术。

细胞工程应用于食品领域是随着细胞培养和细胞融合技术的发展而发展起来的。例如可利用细胞融合技术开发功能食品配料。

龚加顺等成功利用紫花曼陀罗细胞悬浮培养转化外源对羟基苯甲醛合成天麻素,同时也得到了由对羟基苯甲醛生成天麻素的转化中间体对羟基苯甲醇。此外,还可利用植物细胞的大规模培养,来生产天然色素、天然香料、次级代谢所产生的功能性食品和食品添加剂。如香草素、可可香素、菠萝风味剂以及高级天然色素,如咖喱黄、紫色素、花色苷素、辣椒素、靛蓝等。日本研究人员利用培养草莓细胞生产红色素的技术已成功应用于葡萄酒及食品加工中。我国科学家已成功利用胡萝卜细胞生产胡萝卜素,其繁殖速度快,周期短,可实现工业化生产。

食品发酵工业的关键是优良菌株的获取。除了通过各种化学物理方法诱变育种及基因工程育种外,采用细胞融合技术或原生质体融合技术改良和培育新菌株,也是一种有效的方法。如日本研究人员利用原生质体的细胞融合技术,对构巢曲霉、产黄青霉、总状毛霉等菌的同一种内或种间进行细胞融合,选育出蛋白酶分解能力强、发育速度快的优良菌株,应用于酱油生产中,既提高了生产效率、又提高了酱油品质。(www.chuimin.cn)

此外,细胞融合技术在氨基酸生产菌的育种、酶制剂生产菌的育种和酵母菌的育种方面有独特的优势。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。利用酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。

总之,细胞工程技术对于食品工业的发展发挥了巨大的作用。随着细胞大规模培养和一些关键技术的突破,未来将有更多的产品、香精、香料、色素等进入我们的日常生活。