□ 孟慶君 河南雙匯投資發(fā)展股份有限公司技術(shù)中心

生物技術(shù)是肉類生產(chǎn)加工中不可或缺的組成部分，但在實踐過程中，生物技術(shù)的應(yīng)用仍面臨著多方面的阻礙，基于此，有必要對其展開深層次的探索，最終有效推動生物技術(shù)的可持續(xù)化以及商品化應(yīng)用。

1 研究背景

近年來，我國現(xiàn)代化科技水平逐漸提升，生物技術(shù)得到了大幅發(fā)展，其主要涉及到酶工程、細胞工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程以及基因工程等，在當(dāng)前農(nóng)業(yè)以及食品領(lǐng)域中得到了較為廣泛的應(yīng)用，尤其是在肉類生產(chǎn)加工領(lǐng)域中。而單從肉類生產(chǎn)加工領(lǐng)域著手，生物技術(shù)的應(yīng)用主要涉及到基因工程應(yīng)用、特定質(zhì)構(gòu)改善劑的制造以發(fā)酵工程應(yīng)用等方面的內(nèi)容。在上述領(lǐng)域中，生物技術(shù)實際應(yīng)用的質(zhì)量和成效存在較為明顯的差異性，與此同時在全世界范圍內(nèi)業(yè)界專家對該技術(shù)都有著極高的關(guān)注度。從目前來看，我國的的生物技術(shù)在肉類生產(chǎn)加工中的應(yīng)用方面相較于部分歐美發(fā)達國家來說仍存在一定差距。

2 生物技術(shù)在肉類生產(chǎn)加工中的應(yīng)用

2.1 基因工程的應(yīng)用

基因工程是生物技術(shù)的重要組成部分，主要是指將外源的核酸分子目的基因?qū)氲皆静淮嬖谠擃惢虻乃拗魃矬w內(nèi)，并確保其能夠得到持續(xù)穩(wěn)定的繁殖，進而出現(xiàn)新的形狀?；蚬こ痰幕境绦虬ǎ韩@取需要的目的基因→將選好的載體同目的基因相連→在宿主細胞中實現(xiàn)對于重組載體的轉(zhuǎn)入，選擇重組分子→表達成蛋白質(zhì)，在適當(dāng)?shù)臈l件下得到高表達的產(chǎn)品[1]。

動物細胞大量培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)逐漸形成規(guī)模，在無血清細胞體系方面已經(jīng)有所成果，其中涉及到淋巴細胞、神經(jīng)系統(tǒng)細胞、成纖維細胞、表皮細胞以及內(nèi)分泌細胞等。帶血清的各種因子涉及到必須補充因子以及特殊因子，其中必須補充因子包括無血清培養(yǎng)基生長過程中所必需的轉(zhuǎn)鐵蛋白以及胰島素，而特殊因子則會在不同細胞體系的基礎(chǔ)上補充不同的元素，進而得到所需要的功能因子。

基因工程同工程技術(shù)的方法相類似，主要指的是在設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，在體外對不同生物或者是人工合成的DNA展開重新組合以及改造，接下來再導(dǎo)入真核細胞或者是微生物展開無性繁殖，進而在體內(nèi)讓基因得到表達，這樣能在原有的基礎(chǔ)上對生物遺傳特性進行改變，或創(chuàng)造出新的生物[2]。按照這一思路，在進行肉類加工生產(chǎn)的過程中便能通過上述手段，獲得更多人們所需要的生化肉制品。

2.2 質(zhì)構(gòu)改善劑——谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶

從本質(zhì)上來看，谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶屬于一種催化轉(zhuǎn)酰胺基反應(yīng)的酶，由331個氨基所組成的，分子量是38 000。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶主要是對蛋白質(zhì)分子中的谷氨酸γ—酰胺基以及賴氨酸ε—氨基之間所產(chǎn)生的縮合反應(yīng)進行催化，進而形成多肽鏈或者是分子內(nèi)的共價交聯(lián)，讓蛋白質(zhì)出現(xiàn)改性，極大提升蛋白質(zhì)本身的持水性和可塑性。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶經(jīng)常會作為保水劑和質(zhì)構(gòu)改善劑應(yīng)用在肉類產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過程中。在微生物細胞以及動物細胞中廣泛存在著谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶，而其在工業(yè)生產(chǎn)的過程中將會采用鏈霉菌發(fā)酵的方式獲得，其本身在應(yīng)用的過程中有著多方面優(yōu)勢，包括不存在對于Ca2+的依賴性、pH范圍廣以及熱穩(wěn)定性強等[3]。

實踐研究表明，野生型鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶在效率方面存在嚴(yán)重不足，但若采用基因重組的方式，在大腸桿菌或其他載體菌中對谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶的基因進行表達便會有較高的生產(chǎn)效率。目前，在我國所開展的肉類生產(chǎn)加工中，谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶在應(yīng)用的過程中存在一定的局限性，主要涉及到以下兩方面內(nèi)容。①當(dāng)前國內(nèi)在技術(shù)手段方面相對較為落后，所生產(chǎn)的谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶活性欠缺，與此同時所應(yīng)用的野生菌株生產(chǎn)效率很差，這種現(xiàn)象使得生產(chǎn)成本得到了大幅增多，降低了其市場競爭力。②從國外進口谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶成本極高，導(dǎo)致其應(yīng)用實效性不強，即便是當(dāng)前我國部分科研單位能夠利用基因工程技術(shù)改造野生菌株，進而實現(xiàn)其產(chǎn)量的增加，但相比較西方發(fā)達國家來說仍有著一定的差距。

綜合考慮各方面影響因素，在肉類生產(chǎn)工加工領(lǐng)域中，谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶生產(chǎn)和應(yīng)用將會呈現(xiàn)出以下幾種發(fā)展趨勢。①構(gòu)建新型基因工程菌株，新型的基因工程菌株能同時表達出谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶前體、激活蛋白酶及其抑制劑，最大限度提升合成后谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶的活性，為有效達到這一效果，務(wù)必要優(yōu)化開展對菌株的選擇工作。②優(yōu)化選擇發(fā)酵液中谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶激活酶抑制劑，并合理控制其具體的添加量?；蛑亟M所表達的谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶激活酶抑制劑無法表現(xiàn)出預(yù)期作用，絕大多數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加外源性表面活性劑，以此保障谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶的活性。③拓寬谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶在肉制品生產(chǎn)加工領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。相關(guān)調(diào)查表明，在肉類中增加0.01 U/g左右的谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶能有效提升肉類的感官特性，基于此，可通過加強對谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶的應(yīng)用實現(xiàn)對碎肉以及糜類肉制品質(zhì)構(gòu)的優(yōu)化重組，進而實現(xiàn)產(chǎn)品附加值的有效提升。

2.3 發(fā)酵工程的應(yīng)用

發(fā)酵工程是生物技術(shù)的重要組成部分，其主要是指采用現(xiàn)代化的工程技術(shù)手段，利用微生物本身自帶的特定功能，生產(chǎn)出相應(yīng)的產(chǎn)品或?qū)⑵鋺?yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的一種技術(shù)，現(xiàn)如今發(fā)酵工程在肉類產(chǎn)品加工以及生產(chǎn)中的應(yīng)用主要涉及到發(fā)酵香腸以及生火腿兩種類型。我國在發(fā)酵肉制品領(lǐng)域有著較長的發(fā)展歷史，并且出現(xiàn)了諸多具有代表性的發(fā)酵型肉制品，包括宣威火腿、中式香腸以及金華火腿等，其憑借著特有的風(fēng)味廣受國內(nèi)外消費者的喜愛。在進行發(fā)酵肉制品的過程中往往涉及到較為復(fù)雜的理化以及微生物進程，這也是其特殊風(fēng)味的來源，在發(fā)酵劑的選擇上通常需要考慮產(chǎn)品本身以及菌種的特異性。

最初采用微球菌作為肉品發(fā)酵劑，直到1966年，一種由植物乳桿菌和微球菌所組成的混合發(fā)酵劑開始應(yīng)用于香腸的發(fā)酵。此后發(fā)現(xiàn)，乳酸菌、球菌、酵母菌以及霉菌等都能應(yīng)用在發(fā)酵肉制品的生產(chǎn)和加工過程中。其中乳酸菌包括乳酸片球菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌以及彎曲乳桿菌等，該類微生物在發(fā)酵過程中產(chǎn)酸，會在一定程度上降低發(fā)酵肉制品的pH，對產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)進行改善，產(chǎn)生抗菌物質(zhì)[4]。而球菌大多數(shù)能分解蛋白質(zhì)和脂肪，以達到改善風(fēng)味和促進發(fā)色的效果，包括變異微球菌、木糖葡萄球菌以及肉葡萄球菌等等。

肉品發(fā)酵劑的應(yīng)用在未來呈現(xiàn)出如下的發(fā)展趨勢：①發(fā)酵劑菌種的選育和馴化應(yīng)立足于自然界，對新的微生物進行深層次的挖掘與篩選，挖掘出特定的功能基因，例如產(chǎn)細菌素基因以及產(chǎn)酸基因等，進而再應(yīng)用相應(yīng)的基因工程技術(shù)在原有的基礎(chǔ)上對功能基因展開充足、富集和表達形成新的菌株，在馴化過程中實現(xiàn)單位數(shù)量細菌功能特性的提升，以便減少肉類制品在生產(chǎn)和加工過程中所使用的發(fā)酵劑的數(shù)量和成本投入。②采用發(fā)酵劑高密度培養(yǎng)技術(shù)，高密度培養(yǎng)是實現(xiàn)發(fā)酵劑商品化并保障產(chǎn)品實際效能發(fā)揮的重要組成部分，其主要是受到微生物擴繁的環(huán)境以及微生物本身的影響。最終是發(fā)酵劑制備技術(shù)的應(yīng)用，在完成高密度培養(yǎng)之后，應(yīng)采用相應(yīng)的工藝和媒介制備出能長時間保存并具有良好活力微生物制劑產(chǎn)品[5]。

3 結(jié)語

綜上所述，生物技術(shù)的靈活應(yīng)用能有效突破傳統(tǒng)肉類產(chǎn)業(yè)發(fā)展所受到的各種環(huán)境條件限制，對于我國肉類行業(yè)的持續(xù)平穩(wěn)發(fā)展有著積極的促進作用。因此，要深入研究生物技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，在實踐過程中不斷積累經(jīng)驗，強化開展的各種資源和產(chǎn)品的挖掘與開發(fā)，為我國肉類產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。