生物技術(shù)成發(fā)展熱點(diǎn)
生物技術(shù)已成為人們研究的熱點(diǎn),同樣生物技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用也成為應(yīng)用技術(shù)的研究熱點(diǎn)。
世界各國(guó)都將生物技術(shù)視為一項(xiàng)高新技術(shù),研究表明:生物技術(shù)成為解決全球性經(jīng)濟(jì)問題的關(guān)鍵技術(shù),生物技術(shù)廣泛用于醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)林牧漁、輕工、食品、化工和能源等領(lǐng)域,促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和新興產(chǎn)業(yè)的形成,對(duì)人類社會(huì)生活將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的革命性影響。因此,生物技術(shù)將成為新世紀(jì)高新技術(shù)的核心內(nèi)容。
隨著現(xiàn)代食品工業(yè)的發(fā)展和人們生活及生產(chǎn)模式的變化,用已有的包裝技術(shù)很難滿足人們對(duì)包裝的要求了。曾有很多專家呼吁用生物技術(shù)來改造我們的食品工業(yè)和包裝工業(yè),實(shí)際上,專家們所談到的生物技術(shù)就是指的現(xiàn)代生物技術(shù)。
生物技術(shù)包括傳統(tǒng)生物技術(shù)與現(xiàn)代生物技術(shù)兩部分。傳統(tǒng)生物技術(shù)指已有的制造醬、醋、酒、面包、奶酪、酸奶及其他食品的傳統(tǒng)工藝;而現(xiàn)代生物技術(shù)則指以現(xiàn)代生物學(xué)研究成果為基礎(chǔ),以基因工程為核心的新興學(xué)科。當(dāng)前學(xué)者們談?wù)撋锛夹g(shù)均指現(xiàn)代生物技術(shù)。現(xiàn)代生物技術(shù)主要包括:基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程。這五項(xiàng)工程中,最有希望用于食品包裝領(lǐng)域的可能是酶工程。
生物酶是一種催化劑。它可用于食品包裝而產(chǎn)生特殊的保護(hù)作用,研究表明,食品(包括很多生鮮食品和農(nóng)副產(chǎn)品)都是由于生物酶的作用而產(chǎn)生變質(zhì)糜爛的。將現(xiàn)代生物技術(shù)用于食品包裝也就是“以酶治酶,以酶攻酶”而實(shí)現(xiàn)其包裝作用的。
生物酶在食品包裝上應(yīng)用廣
生物酶用于食品包裝上的應(yīng)用主要就是制造一種有利食品保質(zhì)的環(huán)境。它主要根據(jù)不同食品所含的酶和種類而選用不同的生物酶,使食品所含不利于食品保質(zhì)的酶受到抑制或降低其反應(yīng)速度,最終延長(zhǎng)食品的貨架壽命。研究表明,可用于食品包裝的生物酶種類很多,下面是兩種生物酶在食品包裝上的應(yīng)用。
葡萄糖氧化酶的包裝應(yīng)用。葡萄糖氧化酶對(duì)食品有多種作用,作為在食品保鮮及包裝中最大的作用是除氧,延長(zhǎng)其食品保鮮期。食品在貯藏保存過程中要保持色、香、味的穩(wěn)定性,這是食品工業(yè)的一個(gè)重要技術(shù)課題。除微生物的腐敗變質(zhì)外,最廣泛的變質(zhì)因素之一就是氧化。
很多食品,尤其是生鮮食品,其保藏過程中或加工過程中,氧的存在使其保鮮受到很大影響。氧不僅對(duì)含脂肪性食品會(huì)產(chǎn)生惡臭和醛、酮酸的氣味,如花生、奶粉、油炸食品等。氧化使其他食品也有各種不同程度的變化,如草莓醬的褪色;肉在熒光下褐變;去皮馬鈴薯褪色;天然干酪與氧接觸易長(zhǎng)霉等,總之氧在食品加工和食品貯存中都是不利的。
除氧是食品保藏中的必要手段。很多除氧方法效果都不佳,從選擇抗氧劑的特性來說,利用葡萄糖氧化酶除氧是一種理想的方法,葡萄糖氧化酶具有對(duì)氧非常專一性的理想抗氧化作用。對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的氧化變質(zhì)作用,它可以阻止進(jìn)一步發(fā)展,或者在未變質(zhì)時(shí),它能防止發(fā)生。國(guó)外已采用各種不同的方式應(yīng)用于茶葉、冰淇淋、奶粉、罐頭等產(chǎn)品的除氧包裝。并設(shè)計(jì)出各種各樣的片劑、涂層、吸氧袋等用于不同的產(chǎn)品中除氧。
細(xì)胞壁溶解酶的包裝應(yīng)用。細(xì)胞壁溶解酶最大的特點(diǎn)是消除某些微生物的繁殖,而讓某些有益細(xì)菌得以繁殖。在食品包裝上更多的是用作防腐劑。例如細(xì)胞壁溶解酶中的卵清溶菌酶就被用作代替有害人體健康的化學(xué)防腐劑,對(duì)食品進(jìn)行保鮮貯藏。
溶菌酶還用于清酒防腐。清酒含15%~17%酒精、3%~4%無(wú)氮浸出物以及有機(jī)酸等。大部分微生物在清酒中不能生長(zhǎng),可能會(huì)生長(zhǎng)一種叫火落菌的乳酸菌,引起產(chǎn)酸和生成臭味,故用水楊酸作為防腐劑,但水楊酸損害胃及肝臟。1970年后,發(fā)現(xiàn)15ppm溶菌酶的防腐效果與250ppm的水楊酸相等,故是一種良好的防腐劑。
溶菌酶添加于牛乳,可使牛乳乳化。人乳中含大量溶菌酶(40,00微克/100毫升),而牛乳中則其甚少(只有13毫克/100毫升)。奶粉中添加溶菌酶后有利于嬰兒腸道細(xì)菌正常化。歐洲曾有添加溶菌酶的奶粉出售。由于溶菌酶在含食鹽、糖等的溶液中穩(wěn)定,耐酸性、耐熱性強(qiáng),故非常適合于各種食品的防腐。如用在干酪生產(chǎn)中防止酪酸發(fā)酵,用于水產(chǎn)、香腸、奶油、生面條等食品,以延長(zhǎng)保藏期。
卵清溶菌酶對(duì)革蘭氏陰性菌無(wú)效或少效,因此有時(shí)會(huì)因革蘭氏陰性菌大量繁殖而使保藏失效。如將溶菌酶與某氨酸同用,由于發(fā)揮了協(xié)同作用,對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌的溶菌力可顯著提高。
卵清溶菌酶是無(wú)毒性的蛋白質(zhì),能選擇性地使對(duì)象微生物細(xì)胞壁溶解,而對(duì)其他物質(zhì)無(wú)反應(yīng)。因此人們研究利用這些酶來代替有害健康的化學(xué)防腐劑,用以保藏食物。
應(yīng)用生物技術(shù)趨向深層次
食品包裝隨著消費(fèi)觀念的改革,而出現(xiàn)了很多新問題,如人們已從過去對(duì)食品包裝的視覺、觸覺、味覺的保護(hù)要求轉(zhuǎn)向在品質(zhì)的營(yíng)養(yǎng),消除不可視或潛在的污染與危害等深層要求,使得包裝材料與包裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)抗拒包裝外圍環(huán)境污染與消除包裝在食品中潛在污染與質(zhì)變上。
未來食品包裝應(yīng)用生物技術(shù)將出現(xiàn)如下幾方面的趨勢(shì):
將生物技術(shù)(如生物酶工程)直接用于食品包裝的前期處理或包裝用輔劑,使食品在包裝后達(dá)到很好的保鮮、保質(zhì);將生物技術(shù)用于制造具有特殊功能的包裝材料,如在包裝紙、包裝膜中加入生物酶使其具有抗氧化、殺菌、延緩食品中酶的反應(yīng)速度等,也可將多種生物酶與相關(guān)成分配制成防霉、防氧化等食品保鮮劑,使之單獨(dú)或混入食品包裝容器中,達(dá)到延長(zhǎng)食品貨架壽命的目的;在食品(物)培育時(shí),引入生物基因工程將出現(xiàn)強(qiáng)抗氧化性的水果和蔬菜,以便大大簡(jiǎn)化包裝技術(shù)和工藝,而具有更好的保質(zhì)效果;利用生物技術(shù)改造食品包裝效果,將會(huì)有全新的理論出現(xiàn),即生物技術(shù)包裝原理,由此而推動(dòng)生物技術(shù)在食品包裝上的應(yīng)用;作為生物技術(shù)在食品包裝上的應(yīng)用,生物酶工程將最先發(fā)揮效能。因?yàn)樯a(chǎn)酶制劑對(duì)于食品包裝與人的關(guān)系上,它是最安全的,已被科學(xué)所證實(shí)。因此,生物酶技術(shù)將會(huì)在食品包裝中發(fā)揮先驅(qū)性的作用;生物酶在食品包裝上的應(yīng)用還將對(duì)某些食品實(shí)現(xiàn)保鮮和自加工的雙重作用,這也是未來的應(yīng)用熱點(diǎn)。