sevda_sj
27th October 2014, 01:51 AM
امروزه کمتر کسی در جوامع علمی وجود دارد که به اهمیت زیست فناوری و تأثیر آن بر روی زمینه های مختلف آگاهی نداشته باشد. دانشی که محور پیشرفت و توسعه در بسیاری از کشورها گردیده است و سبب ایجاد تحولات عظیمی در بخشهای پزشکی، داروسازی، کشاورزی، صنعت و معدن و غیره شده است. زیست فناوری در بخش کشاورزی که تأمین کننده نیاز غذایی بشر از هزاران سال پیش تاکنون بوده است تأثیر مهم عمیق داشته است تا آنچه واقعا بشر خواهان آن است را برای وی تأمین نماید. صنایع غذایی که آخرین حلقه زنجیره بخش کشاورزی میباشد. یکی از مستعدترین زمنیه های حضور و فعالیت زیست فناوری میباشد زیرا این صنعت برای بر آورده ساختن نیازهای غذایی سالم ، ارزان، بهداشتی و کافی برای جمعیت کنونی و آینده نیاز به روشهای جدید، سریع و کاربردی تر دارد که می تواند آنها را در دنیای زیست فناوری بیابد. در این مقاله سعی گردیده است نقش هایی از زیست فناوری در صنایع غذایی که شامل نقش مهندسی ژنتیک وDNAی نو ترکیب در صنایع غذایی، جنبه های مختلف استفاده از میکروارگانیسم ها برای تولید مواد غذایی از قبیل اسیدهای آمینه، افزودنیهای غذایی، طعم دهنده ها، ویتامین ها، پروتئین میکروبی و غیره، تأثیر زیست فناوری بر روی کیفیت غذایی، روشهای تشخیص سریع میکروبهای بیماریزای غذایی، ایمنی غذایی و مدیریت مواد زائد و... به طور کلی اشاره گردد.
جمعیت جهان با سرعتی باور نکردنی در حال افزایش است که تخمین زده میشود تا پایان سال 2011 جمعیت جهان به بیش از 7 میلیارد نفر برسد. مسلماً تأمین نیازهای بشر در آینده یکی از مهمترین مسائل و معضلات مسئولین اجرائی در کشورهای در حال توسعه خواهد بود قطعاً بهینه سازی شاخصهای اصلی برای افزایش کمی وکیفی محصولات کشاورزی را باید به عنوان یکی از راهکارهای اصلی مد نظر داشت، سرمایهگذاریها و تحقیقات بدون وقفه در زمنیه های مختلف در جهت تداوم و افزایش تسلط کشورهای صنعتی بر سرنوشت غذا، دارو و دیگر امور زندگی انسانهای جهان سوم هست. اهمیت این سرمایهگذاری ها را نیز می توان افزایش جمعیت در کره زمین و نیاز روز افزون بازار جهانی به غذا دانست در این بین محصولات زیست فناوری در کشورهای پیشرفته موجب نابسامانی و رکورد بازار تولید سنتی کشورهای در حال توسعه میگردد. اطلاعات جهانی نیز بیانگر این موضوع است که صاحبان صنایع چند ملیتی در زمینه کشاورزی و منابع طبیعی کارخانه های سنتی خود را به بهای گزاف به کشورهای جهان سوم فروخته و خود درصدد پایه گذاری کارخانجات جدید و سودآوری در زمینه زیست فناوری هستند. صنایع غذایی یکی از مهمترین اجزای بخش کشاورزی، نقش مهم و ارزنده ای در تأمین غذاهای سالم، بهداشتی، ارزان وکافی برای نسل حاضر و آینده از طریق فناوری ها و دستاوردهای زیست فناوری دارد لذا توجه به این بخش به علت اینکه پیشرفت سریع زیست فناوری چهره جهان را در قرن آینده دگرگون خواهد کرد و صنایع غذایی و کشاورزی نیز شدیداً تحت تأثیر این تکنولوژی هستند امری ضروری است لذا باید زمینه های حضور زیست فناوری در بخش صنایع غذایی و تأثیر آن بر روی کمیت و کیفیت محصولات غذایی مورد توجه کارشناسان و متخصصان غذایی قرار گیرد.
زیست فناوری چیست؟
علی رغم همه تبلیغات و گفتارها در مورد زیست فناوری، هنوز یک سردرگمی در مورد این که زیست فناوری چیست وجود دارد.واقعا زیست فناوری چیست؟ کلمه بیوتکنولوژی از دو کلمه «بیو» به معنای زنده و زندگی یا سیستم زنده و «تکنولوژی» بمعنای یک روش علمی به منظور دستیابی به یک هدف عملی، شکل گرفته است زیست فناوری به طور کلی به مجموعهای از تکنولوژیها اطلاق میگردد که سیستمهای زنده یا بیولوژی گیاه، حیوان، میکروارگانیسم یا ترکیبات مخصوص مشتق شده از این سیستمها را به منظور تولید کالاها و خدمات صنعتی به کار می گیرد.زیست فناوری پیشرفت نوظهور و جدیدی نیست. مطالعات میکروبیولوژیست ها در طی بیش از صد سال نشان داده است که بین انسان و میکروبها ارتباط حیاتی بسیار نزدیکی وجود دارد. که این ارتباط می تواند مفید یا مضر باشد. سابقه استفاده از میکروارگانیسم ها برای تولید مواد خوراکی نظیر آبجو، سرکه، ماست و پنیر به بیش از 8 هزار سال قبل می رسد ولی مکانیسم تولید این محصولات برای بشر ناشناخته بود، انسان با مشاهده این واقعیت که شیر ترش دارای قا بلیت نگهداری خیلی بهتری است به زودی دریافت که با افزودن مقدار اندکی از شیر ترش روز قبل به شیر تازه می تواند فرایند تخمیر را در آن آغاز کند. اتانول نخستین ماده شیمیایی بود که برای بالا بردن محتوای الکلی شراب و آبجو به وسیله زیست فناوری تولید شد.بجز تقطیر، زیست فناوری از دوران مسیحیت تا اوایل سده بیستم تغییر اندکی داشته و همانند پیشرفت سایر علوم انگیزه پیشترفت این علم نیز با جنگ فراهم شد.رشد و توسعه زیست فناوری نیز همانند سایر علوم تحت تأثیر فشارهای اقتصادی و سیاسی قرار دارد. علمی که از کیفیت بالایی برخوردار باشد تضمین کننده منابع تجاری نسیت و در دنیای تجارت کمتر به رعایت حال دیگران و نوع پرستی ارزش و بهاء داده میشود.زیست فناوری تقریباً در تمام زمینه ها کاربرد دارد. برای مثال کاربرد میکروارگانیسم ها در بخشهای دارویی، صنعت و معدن، تصفیه فاضلاب، و... هم اکنون شناخته شده است. (جدول 1).مهندسی ژنتیک، مهندسی آنزیمی، تکنولوژی تخمیر (طراحی بیوراکتور، تکنولوژی جداسازی و فرآیند مواد بیولوژیکی)، بیسنسورها، تکنولوژی کاوشگر DNA، تکنولوژی آنتی بادیهای مونوکلونال، کشت بافتهای گیاهان و پستانداران، واکنش زنجیره ی پلیمر از PCR، تکنولوژی آنتی سن DAN,RNA تمام مثالهایی از ابزارهای ژنیتکی هستند که در زیر لوای زیست فناوری قرار دارند.
تکنولوژیهای بالا در صنایع غذایی نقش مهم و کاربردی دارند ولی توضیح کامل و مفصل هر یک از آنها بسیار طولانی خواهد بود از اینرو فقط به مهمترین آنها اشاره میگردد.
کاربردهای زیست فناوری در صنایع غذایی
هم اکنون تاکید اصلی زیست فناوری جدید بر روی مواد خام (کشت بافت گیاهی) و مواد غذایی است در حالیکه زیست فناوری مرسوم بیشتر بر روی فرایند مواد غذایی حکمفرمایی دارد تا بقیه محصولات غذایی.
زیست فناوری گیاهی
کاربردهای حال و آینده مهندسی مواد خام حاصله از گیاهان شامل: عملکرد بیشتر محصولات، تغییر ترکیب محصول (اسید های چرب، پلی ساکاریها، پروتئینها، طعم، رنگ و...) بهبود ترکیب تغذیه ای، تبییین ژنهای جدید (پروتئینها، سیستم تثبیت نیتروژن) بهبود قابلیت نگهداری (انبارداری، عمر نگهداری) کاهش مراحل فرایند(آرد)، بهبود مقاومت(بیماری، آفت کشی، یخبندان، خشکی، دما)، برطرف کردن مواد نامطلوب (کافئین) و تبدیل جریانات زاید فرایند می باشند.
زیست فناوری حیوانی
پیش بینی درک تجارتی کاربردهای بالقوه زیست فناوری مدرن بر اساس مواد خام حیوانی بسیار مشکلتر میباشد. اهداف بالقوه محصولات غذایی حیوانی عبارتند از: عملکرد بیشتر (شیر، گوشت) بهبود مقاومت (بیماری)، گوشت و شیر مناسب ( شیر بدون لاکتوز یا کم چربی و ترکیب پروتئین گوشت).
کاربرد زیست فناوری در صنایع غذایی مشارکت بین چند رشته علمی متفاوت از قبیل بیولوژی سلولی، ژنتیک، میکروبیولوژی، بیولوژی مولکولی، بیوشیمی، مهندسی شیمی و اقتصاد را می طلبد.
تکنیک های DNA نوترکیب
در این تکنیک یک ژن مخصوص مورد نظر از یک ارگانیسم گرفته شده و توسط ناقل مخصوص به ارگانیسم دیگر انتقال داده میشود و در آن تبیین میگردد. این تکنیک سبب حل بسیاری از مشکلات و بهبود عملکرد متفاوت در صنایع غذایی گردیده است .(جدول2).
جدول1- کاربردهای مختلف بیوتکنولوژی میکروارگانیسم ها
1.تولید سلولهای کامل biomass
2.تولید ترکیبات دارای وزن مولکولی پایین:
الف- تولید متابولیتهای اولیه
ب- تولید متابولیتهای ثانویه
ج- تغییر ترکیبات آلی توسط سلولهایی که در حال رشد نیستند.
3-تولید ترکیبات دارای وزن مولکولی بالا:
الف: پلی ساکاریدها
ب- لیپیدها
ج- پروتئینها
4- فرآیندهایی که به متابولیسم عمومی میکروارگانیسم ها بستگی دارند.
الف: تجزیه و اکسیداسیون فاضلابها و مواد زاید سمی
ب- استخراج مواد کانی
تکنولوژی DNAی نوترکیب می تواند برای افزایش زمان عمر نگهداری (Shelf life)، تغییر از نظر جنبه های حسی و بهبود ویژگیهای فرایند مورد استفاده قرار گیرد برای مثال به منظور افزایش ویسکوزیته مایع در محصولات گوجه فرنگی از قبیل آب و رب گوجه ویسکوزیته مایع به طور اصلی وابسته به وجود پکتین، پلی ساکارید ساختمانی که در طی فرایند رسیدگی گوجه فرنگی توسط آنزیم پلی گالاکتور و ناز شکسته میشود میباشد، درگوجه فرنگیهایی که دستکاری ژنتیکی شدهاند و دارای میزان کمتری آنزیم پلی گالاکتوز و ناز هستند، افزایش عملکرد آب و رب گوجه و همچنین افزایش ویسکوزیته مایع آن نسبت به گوجه هایی که دستکاری نشده بودند مشهود است.
خواص حسی از قبیل رنگ یا طعم را نیز می توان به وسیله تکنیک DNAی نو ترکیب تغییر داد. دو پروتئین بسیار شیرین تائوماتین ومونلین به وسیله دو میوه آفریقایی Thaumaticiccus daneilli و Discoreoplylhum Cumminsii تولید میشوند ژن تائوماتین اخیراً در سیب زمینی به عنوان یک سیستم الگو شناسایی شده است در حالی که ژن مونلین درگوجه فرنگی وکاهو به منظور افزایش طعم تبیین گردیده است.
جدول2- بعضی راه حلهای مهندسی ژنیتک برای حل بعضی مسائل صنایع غذایی
محدودیت دسترسی به رنین گوساله برای ساخت پنیر؛
مسائل زیست محیطی به علت دفع حجم زیاد آب پنیر حاوی لاکتوز
فقدان پایداری لازم بسیار ازآنزیمهای مورد استفاده در صنایع غذایی
سلولهای گیاهی و میکروارگانیسم هایی که قادر به تولید پروتئینها و آنزیمهای دلخواه ولی در حد بسیار پایین برای استفاده از تجارتی بودند.
خسارت یخبندان سبب محدودیت رشد بسیاری از میوه ها و سبزیجات میگردد.
علف کشها برای محصولات دلخواه از قبیل دانه ها سمی هستند؛
ظاهر شدن آنزیمهای نزم کننده در میوه و سبزیجات از قبیل، پکتیناز و سلولاز که سبب ایجاد حساسیت و کوتاهی عمر نگهداری میشوند؛
سبزیجات منجمد بعضی اوقات بواسطه آنزیم لیبوکسی ژناز تند؛ یا ترشیده میشوند
حبوبات و غلات مهم فاقد آمینون اسیدهای اساسی هستند مانند، سویا که حاوی مقدار کم اسیدهای آمینه سولفور دار و ذرت دارای میزان کم لیزین می باشند.
تولید رنین گوساله بوسیله انتقال ژن بین گونهها از ژن گوساله به ژ ن مخمر و قارچها؛
انتقال ژن لاکتاز از E-cili به مخمرها که قادر به استفاده قندها درتخمیر بودند
ایجاد تغییرات ساختمانی جزئی در مولکول آنزیمها بوسیله اصلاح نقطه ای ژن ساختاری آنها که سبب ایجاد الگوهای اتصال داخلی قویتر و جدیدتر شد.
گسترش تعداد ژنهایی کدکننده ی آن پروتئینها برای افزایش راندمان تولید آنزیم و پروتئین
اصلاح ژنتیکی p.syringae برای حذف یکی از پروتئینها که پیشتاز هسته زایی یخ میباشد. سپس پخش میکروارگانیسم به داخل گیاه به منظور رقابت با فلور طبیعی
انتقال ژنتیکی برای آنزیمی که علف کش را در داخل گیاه کاتابولیز میکند و یا اصلاح ژنتیکی محل هدف علف کش
شناسائی ژن این آنزیمها برای درک چگونگی ظهور آنها و استفاده از این دانش برای طراحی رقمهای بهبود یافته و تکنیکهای فرایند و نگهداری
جهش نقطه ای ژناز برای درک روشهای تنظیم و بهبود به منظور جلوگیری کردن از تبیین آن.
گسترش ژنهای کدکننده ی پروتئینهایی که حاوی میزان کمی از این آمینو اسیدها هستند برای افزایش تولید پروتئین و ارزیابی ارزش تغذیه ای و عملی پروتئینهای تبیین شده.
کیفیت غذایی
تکنیک DNA ی نو ترکیب فرصتی را برای بهبود کیفیت محصولات غذایی به وسیله تغییرات در میزان و نوع مواد مغذی از قبیل پروتئینها، لیپیدها وکربوهیدراتها فراهم می آورد. به عنوان مثال نشاسته اصلی ترین منبع ذخیره کربوهیدرات گیاهان، در دانه ها، غده ها و ریشه ها جمع میگردد. نشاسته از دو پلیمر آمیلوز و آمیلوپکتین که اولی خطی و دومی زنجیره ای است تشکیل شده است کلید متابولیت سنتز نشاسته مولکول دهنده ی گلوکز آدنوزین دی فسفات گلوکز (ADPG) است که سنتزش با ADP گلوکز پیروفسفر وریلازکاتالیز میشود.برای افزایش میزان ADPG در سیب زمینی متخصصان یک ژن جهش یافته که ADP را کد میکند از E-coli جدا کرده و آن را در غده های سیب زمینی تبیین کردند. نشاسته بالا در سیب زمینیهای ترانس ژنیک سبب از دست دادن کمتر آب و بهبود عمل آن در بسیاری از فرایندهای غذایی نسبت به سیب زمینهای معمول میشود برای مثال آنها روغن کمتری در حین فرایند برای محصولات سرخ کردنی جذب میکنند.نشاسته های ایزوله شده استفاده وسیعی در غذاها برای ایجاد ویسکوزیته، بافت، طعم و پایداری دلخواه دارند. این ویژگیها مربوط به میزان آمیلوز و آمیلوپکتین و به مقدار شاخه دار بودن آمیلوپکتین دارد. هر چقدر میزان آمیلوز کمتر باشد ویژگیهای فرایند بهتری حاصل میگردد. دو آنزیم برای سنتز آمیلوز و آمیلوپکتین فعالیت میکنند که عبارتند از: 1- آنزیم سنتتاز نشاسته که مسئول شکل دهی آمیلوز از ADPG میباشد. 2- آنزیم شاخه دار کننده که مسؤول شکل دهی شاخه های آمیلوپکتین میباشد.با بلوکه کردن آنزیم سنتتاز نشاسته به وسیله آنتی سن RNA، سیب زمینی ترانس ژنتیک بدون آمیلوز تولید میشود.مسأله دیگر در مورد نشاسته تجزیه آن در طی نگهداری در سرما میباشد که سبب شکل گیری ساکارز، گلوکز و فروکتوز میشود و باعث ایجاد شیرینی نامطلوب در آن میشود. می توان با ممانعت از عمل آنزیم تجزیه کننده به وسیله تکنولوژی آنتی سن RNA از شکستن نشاسته جلوگیری کرد. یکی از مواد بسیار مهم در زیست فناوری مواد غذایی ایمنی و سلامت مواد حاصله از زیست فناوری میباشد. که باید مورد ارزیابی قرار گیرد به عنوان مثال: ترکیب اسیدهای چرب مشخص کننده خواص فیزیکوشیمیایی و ارزش تغذیه ای روغنهای گیاهی میباشد.ترکیب روغن گیاهی را می توان در رابطه با سلامتی انسان، با بهبود روغنهایی که غنی از اولئیک اسید یا حاوی نسبت مطلوبی از اسیدها یCO6 (به خصوص لینولئیک) هستند اصلاح کرد. سلامتی و امنیت غذایی چربیها هنگامی مورد تردید است که گیاه روغنی اصلاح شده حاوی اسیدهای چرب با طول زنجیره بیشتر از 22 کربن، اسیدهای چرب حاوی مواد سیکلیک، اسیدهای چرب با گروههای فعال که به طور معمول در چربیها و روغنها وجود ندارد و اسیدهای چربی که دارای خاصیت سمی مانند اروسیک اسید هستند باشند.
تولیدات میکروبی
یکی از وسیع ترین کاربردهای زیست فناوری استفاده از میکروارگانیسم ها برای تولیدات متنوع و پیچیده و در بعضی موارد خود آنها میباشد. یکی از پرمصرف ترین استفاده کنندگان از میکروارگانیسم ها در جنبه های مختلف صنایع غذایی میباشدکه کاربرد از میکروارگانیسم را به مدت قرنها پیشینه کار خود قرار داده است. (جدول 3).
آنزیمولوژی
صنایع غذایی بزرگترین مصرف کننده آنزیمهاست اغلب آنزیمها برای تبدیلات زیستی و استفاده غذایی که به طورسالم شناخته شدهاند (General Recognized As (safe از میکروارگانیسم ها، گیاهان و حیوانات اشتیاق یافته اند و مورد تثبیت قرار گرفته اند.افزایش پایداری حرارتی آنزیمها از اهمیت ویژه ای برخوردار است، زیرا واکنشهای آنزیمی در دماهای بالا دارای فواید زیادی هستند. مثلا باعث کوتاه تر شدن زمان لازم برای انجام واکنش میشوند. واکنش کمتر در معرض خطر آلودگی میکروبی قرار می گیرد. ضمناً در این حالت نیازی به خشک کردن محیط واکنش نیست که این امر به ویژه در واکنشهای گرما زا حائز اهمیت است.
جدول 3- بعضی از تولیدات بالقوه و حقیقی بعضی از میکروارگانیسم ها
ماده غذایی
عمل
میکروارگانیسم تولیدکننده
اسید استیک
اسیدی کننده
Acetobactor pasteuorianus
N - استیل تری پپتید
افزایش دهند ایمنی
Bacillus cereus
-D آرابیتول
تند
Candida diddensii
بتاکاروتن
رنگدانه
Blakeslea trispora
کریسوژنین
رنگدانه
Penicillium chrysogenum
اسید سیتریک
اسیدی کننده
Aspergillus niger
سیترونلول
طعم دهنده ی میوه ای
Ceratocystis spp
کورولان
سفت کننده
Alcaligenes Faecalis
دی استیل
طعم کره
Leuconostoc cremoris,streptococcus lactis
دکسترانها
سفت کننده
Leuconostoc mesenteroides
آمولیسفایر
امولسیون کننده
Candida Lipolytica
استرهای اسید چرب
عطرهای میوه ای
Pseudomonas spp
گاما-گولاکتون
عطر هلو
Sporobolimyces odorus
گرانیول
عطر شبه رز
kluyveromyces lactis
گلیسرول
مرطوب کننده
Bacillus licheniformis
اسید گلوتامیک
طعم دهنده
Corynebacterium glutamicum
اسید لاکتیک
اسیدی کننده
Sterptococci and lactobacilli
لوسین
اسید آمینه
Brevibacterium lactofermentum
لیسین
اسید آمینه
Corynebacterium glutamicum
مانیتول
قند
Torulopsis mannitofaciens
متانول
عطر
Pseudomonas putida
3.متیل-ایزوپروپیل پیرازین
بوی سیب زمینی
Pseudomonas perolens
متیل بوتانل
طعم مالت
Sterptococus lactis var altigenes
موناسین
رنگدانه
Monasus purpureus
3.متیل بوتیل استات
عطر موز
Ceratocystis moniliformis
نیسین
میکروب کش
Sterptococcus lactis
نوکلئوزیدهای(GMP,TMP )
طعم دهنده
Corynebacterium glutamium
L - فنیل آلانین
یشتاز اسپارنام
Bacillus polymyxa
پرولین
اسید آمینه
Serratia marcescens
سکوئیترپنها
عطر میوه ای
Lentinus lepideus
سورفکتانت
مرطوب کنندگی
Bacillus licheniformis
تترامتیل پیرازین
طعم گردو
Bacillas subtilis Corynebacterium ghutamicum
پلی ساکاریدهایی که در گرما به حالت ژل درمی آیند
سفت کننده
Argobecterium radiobacter
ویتامین B12
ویتامین
Propionibacterium
صمغ زانتان
سفت کننده
Xanthomonas campestris
زایلیتول
شیرین کننده
Torulopsis candida
6.پنتیل 2-پیرون
عطر کاکائو
Trichodenna viride
صنایع غذایی طیف وسیعی از آنزیمها را برای تولید بیشتر، کیفیت بهتر و راندمان بالاتر بهره می گیردکه مهمترین آنها در جدول 4 اشاره گردیده است.مراحل کنترل فرایند آنزیمی، جداسازی، خالص سازی، افزایش راندمان، کاهش هزینهها از مسائل مهمی هستندکه در مواقع استفاده از آنزیمها باید مد نظر قرار گیرند.
اسیدهای آمینه
اسیدهای آمینه کاربردهای گسترده ای در صنایع غذایی و دارویی، به عنوان افزودنی خوراک دام و به عنوان ماده اولیه در صنایع شیمیایی دارند. در صنایع غذایی، جهت تشدید طعم از اسیدهای آمینه به تنهایی و یا به صورت مخلوط استفاده میشود. سدیم گلوتامات تشدید کننده طعم، سدیم آسپارتات و DL - آلانین جهت تکمیل طعم به آب میوه ها اضافه میشوند گلایسین نیز به غذاهای حاوی مواد شیرین کننده افزوده میشود.سیستئین باعث بهبود کیفیت نان در حین پخت میشود و در آب میوه ها به عنوان آنتی اکسیدان عمل میکند. مخلوط تریپتوفان و هیستیدین نیز خاصیت آنتی اکسیدانی دارد و برای جلوگیری از تند شدن شیر خشک استفاده میشود. آسپارتام(-L آسپارتیل -L آلانین متیل استر) که از -L فنیل آلانین و -L آسپارتیک اسید ساخته میشود، در نوشابه ها ی غیر الکلی به عنوان یک شیرین کننده کم کالری بکار میرود.پروتئینهای گیاهی غالباً از نظر اسیدهای آمینه ضروری، از جمله -L لیزین ، L- متیوتین وL - تریپتوفان فقیر می باشند. در ژاپن لیزین به نان افزوده میشود و در بعضی کشورها فرآوردههای سویا با افزودن متیونین تقویت میشوند. -L لیزین و DL - متیونین به منظور افزایش ارزش غذایی خوارک دام استفاده میشوند. افزودن L- ترئونین و L- تریپتوفان به غذا نیز در دست اقدام است.
جدول 4- آنزیمهای مهم مورد استفاده در صنایع غذایی
آنزیم
کاربرد
پروتئازها .
پاپاین، بروملین، فیسین
رنین(کیموزین)
نزم و نازک کردن گوشت، برطرف کردن کدورت، مقاوم سازی به سرما ساخت پنیر
گلیکوسیدازها:
آمیلازها (آلفا، بتا، و جداکننده شاخه)
سلولازها/ زایلانازها
گلوکانازها
گلوکز ایزومراز
گلوکز اکسید از/کاتالاز
آنزیمهای گلیکولیتیک
اینورتاز
لاکتاز (B - گالاکتوسیداز)
پکتیناز ها
صنایع نانوایی، آبجو سازی، تولید شیرین کننده ها
تبدیل بیوماس، شفاف سازی آب میوه ها
آبجوسازی
تولید HFCS
جدا سازی قند از سفیده تخم مرغ، برطرف کردن اکسیژن
تولید اتانول ودی اکسید کربن تخمیری
صنایع شکلات سازی
محصولات جنبی حاوی لاکتوز کم، مصرف آب پنیر
شفاف سازی نوشابه ها ، اصلاح بافت
لیپازها:
هیدرولازهای گلیسیرید اسیل و فسفولیپازها
اصلاح بافت، ایجاد طعم
نظر به فقدان تغذیه ای موجود در جهان سوم نیاز فزاینده ای به تکمیل پروتئین های گیاهی به اسید آمینه هایی که مقدار آنها کمتر از حد اپتیمم است احساس میشود.
فرایندهای تخمیر برای تولید تمام اسیدهای آمینه به جز گلایسین ، -L سیستین طراحی وبه اجرا در آمده اند برای تولید تجاری اسیدهای آمینه سه فرایند وجود دارد:1- استخراج اسیدهای آمینه از پروتئین هیدرولیز شده2- سنتز شیمیایی3- تولید میکروبیولوژیکی که به سه طریق است:
تخمیر مستقیم اسیدهای آمینه
تبدیل ترکیبات حد واسط ارزان قیمت از طریق بیوسنتز
استفاده از آنزیمها با سلولهای تثبیت شده.
ژن کلونینگ در E-coli به منظور تولید اسیدهای آمینه زیر صورت گرفته است.L- گلوتامیک اسید، L- متیونین ،L- تریپتوفان و L-پرولین.در مقاسیه با تولید میکروبی اسیدهای آمینه سنتز شیمیایی اقتصادی تر میباشد. اما در این روش مخلوط های راسمیک ایزومرهای D، L که ا زنظر نوری غیر فعال هستند تشکیل شود برای رفع این مشکل می توان از روش شیمیایی - بیو شیمیایی استفاده کرد.
ویتامین ها
میکروارگانیسم ها می توانند در تولید ویتامین هایی نظیر تیامین، ریبوفالوین، اسید فولیک، اسید پانتوتنیک، پیریدوکسال و ویتامین B12 به کار روند علاوه بر این مراحل معینی از سنتز سایر ویتامین ها می توانند با استفاده از میکروارگانیسم ها انجام شوند، مراحلی نظیر اکسیداسیون D سوربیتول به سوربوز در تولید اسید آسکوربیک توسط باکتری استوباکترساب اکسید انس.
پلی ساکاریدهای خارج سلولی
پلی ساکاریدها در صنعت، برای تولید ژلها و نیز برای سفت کردن و تثبیت مواد غذایی، دارویی و محصولات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. به علت هزینههای تولید تنها نوع پلی ساکاریدهای میکروبی که از لحاظ تجاری مصرف میشوند انواع خارج سلولی می باشند.زانتان، آلژینات، کوردلان، اسلکروگلوکان، پلولان، دکستران، از پلی ساکاریدهای خارج سلولی هستند که همکنون استفاده میشوند.
تأثیر زیست فناوری بر روی کیفیت تغذیه ای گیاهی غذایی
بسیاری از فاکتورهای استرس تغذیه ای به شکل ترکیب ماده غذایی با بافت حیوان می باشند. و بقیه اغلب در طی فرایند، فساد مواد غذایی و یا از طریق عوامل طبیعی مانند خاک، آب و هوا به وجود می آیند(جدول 5).
فرایندهای بسیاری برای بهبود ارزش تغذیه ای گیاهان غذایی وجود دارد که به طور کلی آنها را به سه گروه تقسیم بندی میکنند:
1- روش غنی سازی یا تکمیل ماده غذایی: روشی است برای جبران مواد مغذی از دست رفته در طی فرایند یا عمل آوری مواد غذایی، به عنوان مثال افزودن اسید آمینه متیونین در محصولات سویایی و افزودن نمکهای آهن به منظور کاهش سمیت موادی که دارای گوسیپول بالا هستند.2- روشهای فرایندهای مرسوم: روش دوم توأم با بالابردن مطبوعیت غذا و قابلیت هضم و یا افزایش مواد مغذی به وسیله نابود کردن فاکتورهای سمی و یا کم کردن اثرات آنها میباشد. عمل فرایند می تواند با خراب کردن یا جداکردن مواد مغذی ضروری و غیر قابل دسترس کردن آنها و یا کم کردن قابلیت هضم این مواد سبب ایجاد فاکتورهای استرس شود.3- زیست فناوری: فرآیندهای بیولوژیکی را می توان به چند دسته تقسیم کرد:1- استفاده آنزیمی2- تخمیر3- رویش (سوار کردن، فرمول بندی، آماده سازی).-:4- کشت بافت گیاهی
جدول 5- فاکتورهای استرس تغذیه ای در گیاهان غذایی
فاکتور استرس
طبیعت
نوع غذا
عمل
تأثیر رژیمی
فیات
اسید آلی
غلات، حبوبات
غیر فعال کردن فلزات
کاهش قابلیت دسترسی مواد معدنی
اگزالات
اسید آلی
اسفناج – گل همیشه بهار
غیر فعال کردن کاتیونها
غیر قابل دسترسی کردن Fe.Ca
تانن
پلی فنل
لوبیا ها – سورگوم
باندکردن کپروتین ها
غیر محلول ساختن پروتئین ها و غیر فعال کردن آنزیمها
گوئیترین
گلوکوسنیلات
منداب
عامل ایجاد گواتر
کاهش جذب ید
گوسیپول
پلی فنل
پنبه دانه
غیر فعال کردن فلزات واکنش زا
ایجاد آنمی، احتمال ایجاد مسمومیت
لیمارین
گلوکوزید
مواد سیانوژن
کاساوا
آزاد سازی HCN
احتمال ایجاد مسمومیت
مهار کننده
پروتئین
حبوبات ، غلات
جلوگیری از تجزیه پروتئین
کاهش قابلیت هضم پروتئیها
تخمیر
در کنار اثر نگه دارندگی، تخمیر همچنین می تواند بر روی بافت، طعم و کیفیت مواد مغذی از مواد خام تأثیرگذار باشد. نقصان مواد مغذی می تواند در اثر شستشو و استخراج و در اثر تخریب به وسیله نور، حرارت یا اکسیژن و استفاده میکروبی رخ دهد نقصان مواد مغذی در طی عمل تخمیر به طور معمول کم است و ضمناً ممکن است افزایش میزان این مواد در طی سنتز میکروبی رخ دهد.
در اثر وجود دی اکسید کربن که خاصیت نگه دارندگی دارد و طی عمل تخمیر به وجود می آید میزان اسید اسکوربیک در ترشیجات بسته بندی شده سریعاً بعد از تخمیر تقریباً به طور مداوم باقی می ماند. در مقابل سبزیجات غیر تخمیری حدود 20تا90 درصد از اسید اسکوربیک، ریبوفالوین ویتامین خود را در طی بسته بندی از دست میدهند. تخمیر همچنین می تواند بر روی ارزش تغذیه ای به وسیله تغییر میزان فاکتورهای استرس تغذیه ای تأثیرگذار باشد.
رویش Germination
رویش می تواند برای ساختن غذاها با استفاده از کیفیت تغدیه ای بهبود یافته مورد استفاده قرار گیرد. رویش بر کیفیت پروتئین با افزایش (protein PER Efficicency Rate) سویا اثر می گذارد و سبب افزایش میزان لیزین قابل دسترس در گندم، جو، یولاف و برنج میشود. همچنین سبب افزایش ویتامین c در نخود و لوبیا میشود. در میزان بالاتر باعث افزایش ویتامین B6,B12,B1,B2 نیاسین و بیوتین در سویا میشود.
ابزارها و روشهای سریع تشخیص
با توجه به نگرانی ها ی اخیر مصرف کنندگان در رابطه با ایمنی مواد غذایی صنایع غذایی برای تشخیص میکروبهای غذایی سموم و آلوده کننده های میکروبی در مواد خام و محصولات نهایی احتیاج به روشهای بهبود یافته سریع و مورد تأیید دارد. روشهای سریع و حساس که بر اساس کاوشگر کلونال DNA آنتی بادیهای مونو و پلی هستند جایگزین روشهای کلاسیک میکروبیولوژیکی برای تشخیص میکروارگانیسم های بیماری زا می باشند. در آینده نزدیک تشخیص حتی یک میکروارگانیسم آلوده کننده در محصول غذایی ممکن است عملی باشد. بعضی از مثالهای تشخیص میکروبهای بیماریزا توسط کاوشگرهای DNA که همکنون در حال پیشرفت هستند در جدول 6 آمده است.پیشرفت روشهای سریع به طور قابل توجهی راههای کنترل کیفیت مربرط به صنایع غذایی را تغییر خواهند داد.مدیریت مواد زائدیک اقدام خلاق برای تولید محصولات با ارزش جانبی از مواد زائد حاصله از فرایندهای صنایع غذایی می تواند یکی از زمینه های اصلی توجه و درآمدزایی این رشته باشد.استفاده از مواد زائد به عنوان ذخیره غذایی برای تولید سوختهای زیستی به منظور قوی کردن گیاهان فرایندی، تبدیل مواد زائد صنایع غذایی به مواد شیمیایی ویژه برای استفاده بقیه بخشهای صنعتی و تولید مواد دارویی با ارزش و مواد غذایی پروتئینی (SCP) از مواد زائد همچون آب پنیر که همکنون برای دفع آنها به فاضلابها برای صنعت میلیونها دلار هزینه در بر دارد از جنبه های این مدیریت میباشد.
جدول6- بعضی روشهای مدرن تشخیص میکروبهای بیماریزای غذایی
ارگانیسم مورد نظر
کمپیلوباکتر
کلستریدیوم بوتولینوم
اشریشیا کولی
لیستریا مونو سیتوژنز
گونههای سالمونلا
استافیلوکوکوس اورئوس
ویبریوکلرا
ویبریوپاراهمولیتیکوس
پروسینیا انتر و کولیتیکا
مبنای تشخیص
خصوصیت ژنی
نورو توکسینهای A,D,E
انتر وتوکسینهای مقاوم و حساس به گرما
همولیزین
خصوصیت ژنی
انتروتوکسینهای C,B,A
انتروتوکسین و همولیزین
همولیزین مقاوم به حرارت
خاصیت تهاجمی
ایمنی غذایی
یکی از مهمترین جنبه های زیست فناوری مواد غذایی ایمنی و سلامتی مواد غذایی حاصله از میکروارگانیسم ها میباشد. ممکن است محصولی از نظر جنبه های حسی و غیره از درجه بالایی برخوردار باشد. ولی در متابولیسم بدن ایجاد اختلا ل نماید. به عنوان مثال گیاهانی که مقاوم به آفت کش شدهاند و در ساختار آنها مواد حاصل از بی اثر کردن آفت کش باقی بماند و ایجاد حساسیت و بیماری کند.مقصود این که نباید به زیست فناوری مواد غذایی فقط از دید تولید بالا، خواص حسی بهتر و.. نگاه کرد بلکه کلیه مراحل متابولیسی مواد غذایی در بدن باید مورد مطالعه قرار گیرند و ایمنی آنها مورد تأیید قرار گیرند. سازمان FDA ملاکهای زیادی را برای سالم بودن یک ماده غذایی حاصله از زیست فناوری معرفی میکند.
نتیجه
با توجه به گستره و حیطه عمل زیست فناوری ذکر تمام قابیلت ها و تواناییهای زیست فناوری در بخش کشاورزی و صنایع غذایی محدود به مقاله ها و کتابها نمیگردد. با توجه به تغییرات و تحولات چشمگیر و روزمره زیست فناوری همگام با دانش سریع روز، تأثیر عمیقی بر روی فرایندها، محصولات و کالاهای غذایی، دارویی و بهداشتی شاهد هستیم که همگامی با این پیشرفت ها سبب توسعه و بهبود کالاها و خدمات صنعتی میگردد. به طور کلی تولید مواد غذایی شامل طعم دهنده ها، آنزیمها، بیوپلیمرها، سورفکتانتها، شیرین کننده های غیر مغذی، جانشین چربیها، آنتی اکسیدانها، نگهدارنده های طبیعی، پروتئین های سلولی SCP، بهبود خواص کیفی مواد غذایی از نظر جنبه های حسی و فرایند بهبود روشهای فرایندی، کاهش هزینههای تولید، تبدیل مواد زائد، افزایش راندمان تولید همگام با افزایش بی رویه جمعیت و... از کاربردهای رایج و بالقوه زیست فناوری میباشد. حال آیا واقعاً زیست فناوری در صنایع غذایی امری ضروری است؟
اگر خواهان وجود یک امنیت غذایی سالم، ارزان و کافی باشیم و نگران خرابی منابع غذایی از طریق خشکی، سیل، سرمای زودرس، بیماریها و غیره نباشیم و همچنین اگر خواستار همگامی بخش کشاورزی با رشد جمعیت کنونی هسیتم در حالی که اغلب زمینهای کشاورزی و تقریباً همه آبهای مورد مصرف کشاورزی در حال استفاده می باشند. زیست فناوری در این بخش امری ضروری و حیاتی میباشد.
حالا وعده زیست فناوری مواد غذایی چیست؟
زیست فناوری مواد غذایی توان ایجاد راه کارهایی برای نگهداری منابع طبیعی، حذف آلودگیهای زیست محیطی، افزایش و بهبود تولیدات کشاورزی، کاهش وابستگی به مواد شیمیایی کشاورزی، ارائه بهینه ترین روند تولید مواد غذایی، کاهش هزینهها، تولید مواد غذایی سالم، بهداشتی، کافی، ارزان و با کیفیت تغذیه ای بالا و... را به ما نشان میدهد.
http://www.hamafza.ir
جمعیت جهان با سرعتی باور نکردنی در حال افزایش است که تخمین زده میشود تا پایان سال 2011 جمعیت جهان به بیش از 7 میلیارد نفر برسد. مسلماً تأمین نیازهای بشر در آینده یکی از مهمترین مسائل و معضلات مسئولین اجرائی در کشورهای در حال توسعه خواهد بود قطعاً بهینه سازی شاخصهای اصلی برای افزایش کمی وکیفی محصولات کشاورزی را باید به عنوان یکی از راهکارهای اصلی مد نظر داشت، سرمایهگذاریها و تحقیقات بدون وقفه در زمنیه های مختلف در جهت تداوم و افزایش تسلط کشورهای صنعتی بر سرنوشت غذا، دارو و دیگر امور زندگی انسانهای جهان سوم هست. اهمیت این سرمایهگذاری ها را نیز می توان افزایش جمعیت در کره زمین و نیاز روز افزون بازار جهانی به غذا دانست در این بین محصولات زیست فناوری در کشورهای پیشرفته موجب نابسامانی و رکورد بازار تولید سنتی کشورهای در حال توسعه میگردد. اطلاعات جهانی نیز بیانگر این موضوع است که صاحبان صنایع چند ملیتی در زمینه کشاورزی و منابع طبیعی کارخانه های سنتی خود را به بهای گزاف به کشورهای جهان سوم فروخته و خود درصدد پایه گذاری کارخانجات جدید و سودآوری در زمینه زیست فناوری هستند. صنایع غذایی یکی از مهمترین اجزای بخش کشاورزی، نقش مهم و ارزنده ای در تأمین غذاهای سالم، بهداشتی، ارزان وکافی برای نسل حاضر و آینده از طریق فناوری ها و دستاوردهای زیست فناوری دارد لذا توجه به این بخش به علت اینکه پیشرفت سریع زیست فناوری چهره جهان را در قرن آینده دگرگون خواهد کرد و صنایع غذایی و کشاورزی نیز شدیداً تحت تأثیر این تکنولوژی هستند امری ضروری است لذا باید زمینه های حضور زیست فناوری در بخش صنایع غذایی و تأثیر آن بر روی کمیت و کیفیت محصولات غذایی مورد توجه کارشناسان و متخصصان غذایی قرار گیرد.
زیست فناوری چیست؟
علی رغم همه تبلیغات و گفتارها در مورد زیست فناوری، هنوز یک سردرگمی در مورد این که زیست فناوری چیست وجود دارد.واقعا زیست فناوری چیست؟ کلمه بیوتکنولوژی از دو کلمه «بیو» به معنای زنده و زندگی یا سیستم زنده و «تکنولوژی» بمعنای یک روش علمی به منظور دستیابی به یک هدف عملی، شکل گرفته است زیست فناوری به طور کلی به مجموعهای از تکنولوژیها اطلاق میگردد که سیستمهای زنده یا بیولوژی گیاه، حیوان، میکروارگانیسم یا ترکیبات مخصوص مشتق شده از این سیستمها را به منظور تولید کالاها و خدمات صنعتی به کار می گیرد.زیست فناوری پیشرفت نوظهور و جدیدی نیست. مطالعات میکروبیولوژیست ها در طی بیش از صد سال نشان داده است که بین انسان و میکروبها ارتباط حیاتی بسیار نزدیکی وجود دارد. که این ارتباط می تواند مفید یا مضر باشد. سابقه استفاده از میکروارگانیسم ها برای تولید مواد خوراکی نظیر آبجو، سرکه، ماست و پنیر به بیش از 8 هزار سال قبل می رسد ولی مکانیسم تولید این محصولات برای بشر ناشناخته بود، انسان با مشاهده این واقعیت که شیر ترش دارای قا بلیت نگهداری خیلی بهتری است به زودی دریافت که با افزودن مقدار اندکی از شیر ترش روز قبل به شیر تازه می تواند فرایند تخمیر را در آن آغاز کند. اتانول نخستین ماده شیمیایی بود که برای بالا بردن محتوای الکلی شراب و آبجو به وسیله زیست فناوری تولید شد.بجز تقطیر، زیست فناوری از دوران مسیحیت تا اوایل سده بیستم تغییر اندکی داشته و همانند پیشرفت سایر علوم انگیزه پیشترفت این علم نیز با جنگ فراهم شد.رشد و توسعه زیست فناوری نیز همانند سایر علوم تحت تأثیر فشارهای اقتصادی و سیاسی قرار دارد. علمی که از کیفیت بالایی برخوردار باشد تضمین کننده منابع تجاری نسیت و در دنیای تجارت کمتر به رعایت حال دیگران و نوع پرستی ارزش و بهاء داده میشود.زیست فناوری تقریباً در تمام زمینه ها کاربرد دارد. برای مثال کاربرد میکروارگانیسم ها در بخشهای دارویی، صنعت و معدن، تصفیه فاضلاب، و... هم اکنون شناخته شده است. (جدول 1).مهندسی ژنتیک، مهندسی آنزیمی، تکنولوژی تخمیر (طراحی بیوراکتور، تکنولوژی جداسازی و فرآیند مواد بیولوژیکی)، بیسنسورها، تکنولوژی کاوشگر DNA، تکنولوژی آنتی بادیهای مونوکلونال، کشت بافتهای گیاهان و پستانداران، واکنش زنجیره ی پلیمر از PCR، تکنولوژی آنتی سن DAN,RNA تمام مثالهایی از ابزارهای ژنیتکی هستند که در زیر لوای زیست فناوری قرار دارند.
تکنولوژیهای بالا در صنایع غذایی نقش مهم و کاربردی دارند ولی توضیح کامل و مفصل هر یک از آنها بسیار طولانی خواهد بود از اینرو فقط به مهمترین آنها اشاره میگردد.
کاربردهای زیست فناوری در صنایع غذایی
هم اکنون تاکید اصلی زیست فناوری جدید بر روی مواد خام (کشت بافت گیاهی) و مواد غذایی است در حالیکه زیست فناوری مرسوم بیشتر بر روی فرایند مواد غذایی حکمفرمایی دارد تا بقیه محصولات غذایی.
زیست فناوری گیاهی
کاربردهای حال و آینده مهندسی مواد خام حاصله از گیاهان شامل: عملکرد بیشتر محصولات، تغییر ترکیب محصول (اسید های چرب، پلی ساکاریها، پروتئینها، طعم، رنگ و...) بهبود ترکیب تغذیه ای، تبییین ژنهای جدید (پروتئینها، سیستم تثبیت نیتروژن) بهبود قابلیت نگهداری (انبارداری، عمر نگهداری) کاهش مراحل فرایند(آرد)، بهبود مقاومت(بیماری، آفت کشی، یخبندان، خشکی، دما)، برطرف کردن مواد نامطلوب (کافئین) و تبدیل جریانات زاید فرایند می باشند.
زیست فناوری حیوانی
پیش بینی درک تجارتی کاربردهای بالقوه زیست فناوری مدرن بر اساس مواد خام حیوانی بسیار مشکلتر میباشد. اهداف بالقوه محصولات غذایی حیوانی عبارتند از: عملکرد بیشتر (شیر، گوشت) بهبود مقاومت (بیماری)، گوشت و شیر مناسب ( شیر بدون لاکتوز یا کم چربی و ترکیب پروتئین گوشت).
کاربرد زیست فناوری در صنایع غذایی مشارکت بین چند رشته علمی متفاوت از قبیل بیولوژی سلولی، ژنتیک، میکروبیولوژی، بیولوژی مولکولی، بیوشیمی، مهندسی شیمی و اقتصاد را می طلبد.
تکنیک های DNA نوترکیب
در این تکنیک یک ژن مخصوص مورد نظر از یک ارگانیسم گرفته شده و توسط ناقل مخصوص به ارگانیسم دیگر انتقال داده میشود و در آن تبیین میگردد. این تکنیک سبب حل بسیاری از مشکلات و بهبود عملکرد متفاوت در صنایع غذایی گردیده است .(جدول2).
جدول1- کاربردهای مختلف بیوتکنولوژی میکروارگانیسم ها
1.تولید سلولهای کامل biomass
2.تولید ترکیبات دارای وزن مولکولی پایین:
الف- تولید متابولیتهای اولیه
ب- تولید متابولیتهای ثانویه
ج- تغییر ترکیبات آلی توسط سلولهایی که در حال رشد نیستند.
3-تولید ترکیبات دارای وزن مولکولی بالا:
الف: پلی ساکاریدها
ب- لیپیدها
ج- پروتئینها
4- فرآیندهایی که به متابولیسم عمومی میکروارگانیسم ها بستگی دارند.
الف: تجزیه و اکسیداسیون فاضلابها و مواد زاید سمی
ب- استخراج مواد کانی
تکنولوژی DNAی نوترکیب می تواند برای افزایش زمان عمر نگهداری (Shelf life)، تغییر از نظر جنبه های حسی و بهبود ویژگیهای فرایند مورد استفاده قرار گیرد برای مثال به منظور افزایش ویسکوزیته مایع در محصولات گوجه فرنگی از قبیل آب و رب گوجه ویسکوزیته مایع به طور اصلی وابسته به وجود پکتین، پلی ساکارید ساختمانی که در طی فرایند رسیدگی گوجه فرنگی توسط آنزیم پلی گالاکتور و ناز شکسته میشود میباشد، درگوجه فرنگیهایی که دستکاری ژنتیکی شدهاند و دارای میزان کمتری آنزیم پلی گالاکتوز و ناز هستند، افزایش عملکرد آب و رب گوجه و همچنین افزایش ویسکوزیته مایع آن نسبت به گوجه هایی که دستکاری نشده بودند مشهود است.
خواص حسی از قبیل رنگ یا طعم را نیز می توان به وسیله تکنیک DNAی نو ترکیب تغییر داد. دو پروتئین بسیار شیرین تائوماتین ومونلین به وسیله دو میوه آفریقایی Thaumaticiccus daneilli و Discoreoplylhum Cumminsii تولید میشوند ژن تائوماتین اخیراً در سیب زمینی به عنوان یک سیستم الگو شناسایی شده است در حالی که ژن مونلین درگوجه فرنگی وکاهو به منظور افزایش طعم تبیین گردیده است.
جدول2- بعضی راه حلهای مهندسی ژنیتک برای حل بعضی مسائل صنایع غذایی
محدودیت دسترسی به رنین گوساله برای ساخت پنیر؛
مسائل زیست محیطی به علت دفع حجم زیاد آب پنیر حاوی لاکتوز
فقدان پایداری لازم بسیار ازآنزیمهای مورد استفاده در صنایع غذایی
سلولهای گیاهی و میکروارگانیسم هایی که قادر به تولید پروتئینها و آنزیمهای دلخواه ولی در حد بسیار پایین برای استفاده از تجارتی بودند.
خسارت یخبندان سبب محدودیت رشد بسیاری از میوه ها و سبزیجات میگردد.
علف کشها برای محصولات دلخواه از قبیل دانه ها سمی هستند؛
ظاهر شدن آنزیمهای نزم کننده در میوه و سبزیجات از قبیل، پکتیناز و سلولاز که سبب ایجاد حساسیت و کوتاهی عمر نگهداری میشوند؛
سبزیجات منجمد بعضی اوقات بواسطه آنزیم لیبوکسی ژناز تند؛ یا ترشیده میشوند
حبوبات و غلات مهم فاقد آمینون اسیدهای اساسی هستند مانند، سویا که حاوی مقدار کم اسیدهای آمینه سولفور دار و ذرت دارای میزان کم لیزین می باشند.
تولید رنین گوساله بوسیله انتقال ژن بین گونهها از ژن گوساله به ژ ن مخمر و قارچها؛
انتقال ژن لاکتاز از E-cili به مخمرها که قادر به استفاده قندها درتخمیر بودند
ایجاد تغییرات ساختمانی جزئی در مولکول آنزیمها بوسیله اصلاح نقطه ای ژن ساختاری آنها که سبب ایجاد الگوهای اتصال داخلی قویتر و جدیدتر شد.
گسترش تعداد ژنهایی کدکننده ی آن پروتئینها برای افزایش راندمان تولید آنزیم و پروتئین
اصلاح ژنتیکی p.syringae برای حذف یکی از پروتئینها که پیشتاز هسته زایی یخ میباشد. سپس پخش میکروارگانیسم به داخل گیاه به منظور رقابت با فلور طبیعی
انتقال ژنتیکی برای آنزیمی که علف کش را در داخل گیاه کاتابولیز میکند و یا اصلاح ژنتیکی محل هدف علف کش
شناسائی ژن این آنزیمها برای درک چگونگی ظهور آنها و استفاده از این دانش برای طراحی رقمهای بهبود یافته و تکنیکهای فرایند و نگهداری
جهش نقطه ای ژناز برای درک روشهای تنظیم و بهبود به منظور جلوگیری کردن از تبیین آن.
گسترش ژنهای کدکننده ی پروتئینهایی که حاوی میزان کمی از این آمینو اسیدها هستند برای افزایش تولید پروتئین و ارزیابی ارزش تغذیه ای و عملی پروتئینهای تبیین شده.
کیفیت غذایی
تکنیک DNA ی نو ترکیب فرصتی را برای بهبود کیفیت محصولات غذایی به وسیله تغییرات در میزان و نوع مواد مغذی از قبیل پروتئینها، لیپیدها وکربوهیدراتها فراهم می آورد. به عنوان مثال نشاسته اصلی ترین منبع ذخیره کربوهیدرات گیاهان، در دانه ها، غده ها و ریشه ها جمع میگردد. نشاسته از دو پلیمر آمیلوز و آمیلوپکتین که اولی خطی و دومی زنجیره ای است تشکیل شده است کلید متابولیت سنتز نشاسته مولکول دهنده ی گلوکز آدنوزین دی فسفات گلوکز (ADPG) است که سنتزش با ADP گلوکز پیروفسفر وریلازکاتالیز میشود.برای افزایش میزان ADPG در سیب زمینی متخصصان یک ژن جهش یافته که ADP را کد میکند از E-coli جدا کرده و آن را در غده های سیب زمینی تبیین کردند. نشاسته بالا در سیب زمینیهای ترانس ژنیک سبب از دست دادن کمتر آب و بهبود عمل آن در بسیاری از فرایندهای غذایی نسبت به سیب زمینهای معمول میشود برای مثال آنها روغن کمتری در حین فرایند برای محصولات سرخ کردنی جذب میکنند.نشاسته های ایزوله شده استفاده وسیعی در غذاها برای ایجاد ویسکوزیته، بافت، طعم و پایداری دلخواه دارند. این ویژگیها مربوط به میزان آمیلوز و آمیلوپکتین و به مقدار شاخه دار بودن آمیلوپکتین دارد. هر چقدر میزان آمیلوز کمتر باشد ویژگیهای فرایند بهتری حاصل میگردد. دو آنزیم برای سنتز آمیلوز و آمیلوپکتین فعالیت میکنند که عبارتند از: 1- آنزیم سنتتاز نشاسته که مسئول شکل دهی آمیلوز از ADPG میباشد. 2- آنزیم شاخه دار کننده که مسؤول شکل دهی شاخه های آمیلوپکتین میباشد.با بلوکه کردن آنزیم سنتتاز نشاسته به وسیله آنتی سن RNA، سیب زمینی ترانس ژنتیک بدون آمیلوز تولید میشود.مسأله دیگر در مورد نشاسته تجزیه آن در طی نگهداری در سرما میباشد که سبب شکل گیری ساکارز، گلوکز و فروکتوز میشود و باعث ایجاد شیرینی نامطلوب در آن میشود. می توان با ممانعت از عمل آنزیم تجزیه کننده به وسیله تکنولوژی آنتی سن RNA از شکستن نشاسته جلوگیری کرد. یکی از مواد بسیار مهم در زیست فناوری مواد غذایی ایمنی و سلامت مواد حاصله از زیست فناوری میباشد. که باید مورد ارزیابی قرار گیرد به عنوان مثال: ترکیب اسیدهای چرب مشخص کننده خواص فیزیکوشیمیایی و ارزش تغذیه ای روغنهای گیاهی میباشد.ترکیب روغن گیاهی را می توان در رابطه با سلامتی انسان، با بهبود روغنهایی که غنی از اولئیک اسید یا حاوی نسبت مطلوبی از اسیدها یCO6 (به خصوص لینولئیک) هستند اصلاح کرد. سلامتی و امنیت غذایی چربیها هنگامی مورد تردید است که گیاه روغنی اصلاح شده حاوی اسیدهای چرب با طول زنجیره بیشتر از 22 کربن، اسیدهای چرب حاوی مواد سیکلیک، اسیدهای چرب با گروههای فعال که به طور معمول در چربیها و روغنها وجود ندارد و اسیدهای چربی که دارای خاصیت سمی مانند اروسیک اسید هستند باشند.
تولیدات میکروبی
یکی از وسیع ترین کاربردهای زیست فناوری استفاده از میکروارگانیسم ها برای تولیدات متنوع و پیچیده و در بعضی موارد خود آنها میباشد. یکی از پرمصرف ترین استفاده کنندگان از میکروارگانیسم ها در جنبه های مختلف صنایع غذایی میباشدکه کاربرد از میکروارگانیسم را به مدت قرنها پیشینه کار خود قرار داده است. (جدول 3).
آنزیمولوژی
صنایع غذایی بزرگترین مصرف کننده آنزیمهاست اغلب آنزیمها برای تبدیلات زیستی و استفاده غذایی که به طورسالم شناخته شدهاند (General Recognized As (safe از میکروارگانیسم ها، گیاهان و حیوانات اشتیاق یافته اند و مورد تثبیت قرار گرفته اند.افزایش پایداری حرارتی آنزیمها از اهمیت ویژه ای برخوردار است، زیرا واکنشهای آنزیمی در دماهای بالا دارای فواید زیادی هستند. مثلا باعث کوتاه تر شدن زمان لازم برای انجام واکنش میشوند. واکنش کمتر در معرض خطر آلودگی میکروبی قرار می گیرد. ضمناً در این حالت نیازی به خشک کردن محیط واکنش نیست که این امر به ویژه در واکنشهای گرما زا حائز اهمیت است.
جدول 3- بعضی از تولیدات بالقوه و حقیقی بعضی از میکروارگانیسم ها
ماده غذایی
عمل
میکروارگانیسم تولیدکننده
اسید استیک
اسیدی کننده
Acetobactor pasteuorianus
N - استیل تری پپتید
افزایش دهند ایمنی
Bacillus cereus
-D آرابیتول
تند
Candida diddensii
بتاکاروتن
رنگدانه
Blakeslea trispora
کریسوژنین
رنگدانه
Penicillium chrysogenum
اسید سیتریک
اسیدی کننده
Aspergillus niger
سیترونلول
طعم دهنده ی میوه ای
Ceratocystis spp
کورولان
سفت کننده
Alcaligenes Faecalis
دی استیل
طعم کره
Leuconostoc cremoris,streptococcus lactis
دکسترانها
سفت کننده
Leuconostoc mesenteroides
آمولیسفایر
امولسیون کننده
Candida Lipolytica
استرهای اسید چرب
عطرهای میوه ای
Pseudomonas spp
گاما-گولاکتون
عطر هلو
Sporobolimyces odorus
گرانیول
عطر شبه رز
kluyveromyces lactis
گلیسرول
مرطوب کننده
Bacillus licheniformis
اسید گلوتامیک
طعم دهنده
Corynebacterium glutamicum
اسید لاکتیک
اسیدی کننده
Sterptococci and lactobacilli
لوسین
اسید آمینه
Brevibacterium lactofermentum
لیسین
اسید آمینه
Corynebacterium glutamicum
مانیتول
قند
Torulopsis mannitofaciens
متانول
عطر
Pseudomonas putida
3.متیل-ایزوپروپیل پیرازین
بوی سیب زمینی
Pseudomonas perolens
متیل بوتانل
طعم مالت
Sterptococus lactis var altigenes
موناسین
رنگدانه
Monasus purpureus
3.متیل بوتیل استات
عطر موز
Ceratocystis moniliformis
نیسین
میکروب کش
Sterptococcus lactis
نوکلئوزیدهای(GMP,TMP )
طعم دهنده
Corynebacterium glutamium
L - فنیل آلانین
یشتاز اسپارنام
Bacillus polymyxa
پرولین
اسید آمینه
Serratia marcescens
سکوئیترپنها
عطر میوه ای
Lentinus lepideus
سورفکتانت
مرطوب کنندگی
Bacillus licheniformis
تترامتیل پیرازین
طعم گردو
Bacillas subtilis Corynebacterium ghutamicum
پلی ساکاریدهایی که در گرما به حالت ژل درمی آیند
سفت کننده
Argobecterium radiobacter
ویتامین B12
ویتامین
Propionibacterium
صمغ زانتان
سفت کننده
Xanthomonas campestris
زایلیتول
شیرین کننده
Torulopsis candida
6.پنتیل 2-پیرون
عطر کاکائو
Trichodenna viride
صنایع غذایی طیف وسیعی از آنزیمها را برای تولید بیشتر، کیفیت بهتر و راندمان بالاتر بهره می گیردکه مهمترین آنها در جدول 4 اشاره گردیده است.مراحل کنترل فرایند آنزیمی، جداسازی، خالص سازی، افزایش راندمان، کاهش هزینهها از مسائل مهمی هستندکه در مواقع استفاده از آنزیمها باید مد نظر قرار گیرند.
اسیدهای آمینه
اسیدهای آمینه کاربردهای گسترده ای در صنایع غذایی و دارویی، به عنوان افزودنی خوراک دام و به عنوان ماده اولیه در صنایع شیمیایی دارند. در صنایع غذایی، جهت تشدید طعم از اسیدهای آمینه به تنهایی و یا به صورت مخلوط استفاده میشود. سدیم گلوتامات تشدید کننده طعم، سدیم آسپارتات و DL - آلانین جهت تکمیل طعم به آب میوه ها اضافه میشوند گلایسین نیز به غذاهای حاوی مواد شیرین کننده افزوده میشود.سیستئین باعث بهبود کیفیت نان در حین پخت میشود و در آب میوه ها به عنوان آنتی اکسیدان عمل میکند. مخلوط تریپتوفان و هیستیدین نیز خاصیت آنتی اکسیدانی دارد و برای جلوگیری از تند شدن شیر خشک استفاده میشود. آسپارتام(-L آسپارتیل -L آلانین متیل استر) که از -L فنیل آلانین و -L آسپارتیک اسید ساخته میشود، در نوشابه ها ی غیر الکلی به عنوان یک شیرین کننده کم کالری بکار میرود.پروتئینهای گیاهی غالباً از نظر اسیدهای آمینه ضروری، از جمله -L لیزین ، L- متیوتین وL - تریپتوفان فقیر می باشند. در ژاپن لیزین به نان افزوده میشود و در بعضی کشورها فرآوردههای سویا با افزودن متیونین تقویت میشوند. -L لیزین و DL - متیونین به منظور افزایش ارزش غذایی خوارک دام استفاده میشوند. افزودن L- ترئونین و L- تریپتوفان به غذا نیز در دست اقدام است.
جدول 4- آنزیمهای مهم مورد استفاده در صنایع غذایی
آنزیم
کاربرد
پروتئازها .
پاپاین، بروملین، فیسین
رنین(کیموزین)
نزم و نازک کردن گوشت، برطرف کردن کدورت، مقاوم سازی به سرما ساخت پنیر
گلیکوسیدازها:
آمیلازها (آلفا، بتا، و جداکننده شاخه)
سلولازها/ زایلانازها
گلوکانازها
گلوکز ایزومراز
گلوکز اکسید از/کاتالاز
آنزیمهای گلیکولیتیک
اینورتاز
لاکتاز (B - گالاکتوسیداز)
پکتیناز ها
صنایع نانوایی، آبجو سازی، تولید شیرین کننده ها
تبدیل بیوماس، شفاف سازی آب میوه ها
آبجوسازی
تولید HFCS
جدا سازی قند از سفیده تخم مرغ، برطرف کردن اکسیژن
تولید اتانول ودی اکسید کربن تخمیری
صنایع شکلات سازی
محصولات جنبی حاوی لاکتوز کم، مصرف آب پنیر
شفاف سازی نوشابه ها ، اصلاح بافت
لیپازها:
هیدرولازهای گلیسیرید اسیل و فسفولیپازها
اصلاح بافت، ایجاد طعم
نظر به فقدان تغذیه ای موجود در جهان سوم نیاز فزاینده ای به تکمیل پروتئین های گیاهی به اسید آمینه هایی که مقدار آنها کمتر از حد اپتیمم است احساس میشود.
فرایندهای تخمیر برای تولید تمام اسیدهای آمینه به جز گلایسین ، -L سیستین طراحی وبه اجرا در آمده اند برای تولید تجاری اسیدهای آمینه سه فرایند وجود دارد:1- استخراج اسیدهای آمینه از پروتئین هیدرولیز شده2- سنتز شیمیایی3- تولید میکروبیولوژیکی که به سه طریق است:
تخمیر مستقیم اسیدهای آمینه
تبدیل ترکیبات حد واسط ارزان قیمت از طریق بیوسنتز
استفاده از آنزیمها با سلولهای تثبیت شده.
ژن کلونینگ در E-coli به منظور تولید اسیدهای آمینه زیر صورت گرفته است.L- گلوتامیک اسید، L- متیونین ،L- تریپتوفان و L-پرولین.در مقاسیه با تولید میکروبی اسیدهای آمینه سنتز شیمیایی اقتصادی تر میباشد. اما در این روش مخلوط های راسمیک ایزومرهای D، L که ا زنظر نوری غیر فعال هستند تشکیل شود برای رفع این مشکل می توان از روش شیمیایی - بیو شیمیایی استفاده کرد.
ویتامین ها
میکروارگانیسم ها می توانند در تولید ویتامین هایی نظیر تیامین، ریبوفالوین، اسید فولیک، اسید پانتوتنیک، پیریدوکسال و ویتامین B12 به کار روند علاوه بر این مراحل معینی از سنتز سایر ویتامین ها می توانند با استفاده از میکروارگانیسم ها انجام شوند، مراحلی نظیر اکسیداسیون D سوربیتول به سوربوز در تولید اسید آسکوربیک توسط باکتری استوباکترساب اکسید انس.
پلی ساکاریدهای خارج سلولی
پلی ساکاریدها در صنعت، برای تولید ژلها و نیز برای سفت کردن و تثبیت مواد غذایی، دارویی و محصولات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. به علت هزینههای تولید تنها نوع پلی ساکاریدهای میکروبی که از لحاظ تجاری مصرف میشوند انواع خارج سلولی می باشند.زانتان، آلژینات، کوردلان، اسلکروگلوکان، پلولان، دکستران، از پلی ساکاریدهای خارج سلولی هستند که همکنون استفاده میشوند.
تأثیر زیست فناوری بر روی کیفیت تغذیه ای گیاهی غذایی
بسیاری از فاکتورهای استرس تغذیه ای به شکل ترکیب ماده غذایی با بافت حیوان می باشند. و بقیه اغلب در طی فرایند، فساد مواد غذایی و یا از طریق عوامل طبیعی مانند خاک، آب و هوا به وجود می آیند(جدول 5).
فرایندهای بسیاری برای بهبود ارزش تغذیه ای گیاهان غذایی وجود دارد که به طور کلی آنها را به سه گروه تقسیم بندی میکنند:
1- روش غنی سازی یا تکمیل ماده غذایی: روشی است برای جبران مواد مغذی از دست رفته در طی فرایند یا عمل آوری مواد غذایی، به عنوان مثال افزودن اسید آمینه متیونین در محصولات سویایی و افزودن نمکهای آهن به منظور کاهش سمیت موادی که دارای گوسیپول بالا هستند.2- روشهای فرایندهای مرسوم: روش دوم توأم با بالابردن مطبوعیت غذا و قابلیت هضم و یا افزایش مواد مغذی به وسیله نابود کردن فاکتورهای سمی و یا کم کردن اثرات آنها میباشد. عمل فرایند می تواند با خراب کردن یا جداکردن مواد مغذی ضروری و غیر قابل دسترس کردن آنها و یا کم کردن قابلیت هضم این مواد سبب ایجاد فاکتورهای استرس شود.3- زیست فناوری: فرآیندهای بیولوژیکی را می توان به چند دسته تقسیم کرد:1- استفاده آنزیمی2- تخمیر3- رویش (سوار کردن، فرمول بندی، آماده سازی).-:4- کشت بافت گیاهی
جدول 5- فاکتورهای استرس تغذیه ای در گیاهان غذایی
فاکتور استرس
طبیعت
نوع غذا
عمل
تأثیر رژیمی
فیات
اسید آلی
غلات، حبوبات
غیر فعال کردن فلزات
کاهش قابلیت دسترسی مواد معدنی
اگزالات
اسید آلی
اسفناج – گل همیشه بهار
غیر فعال کردن کاتیونها
غیر قابل دسترسی کردن Fe.Ca
تانن
پلی فنل
لوبیا ها – سورگوم
باندکردن کپروتین ها
غیر محلول ساختن پروتئین ها و غیر فعال کردن آنزیمها
گوئیترین
گلوکوسنیلات
منداب
عامل ایجاد گواتر
کاهش جذب ید
گوسیپول
پلی فنل
پنبه دانه
غیر فعال کردن فلزات واکنش زا
ایجاد آنمی، احتمال ایجاد مسمومیت
لیمارین
گلوکوزید
مواد سیانوژن
کاساوا
آزاد سازی HCN
احتمال ایجاد مسمومیت
مهار کننده
پروتئین
حبوبات ، غلات
جلوگیری از تجزیه پروتئین
کاهش قابلیت هضم پروتئیها
تخمیر
در کنار اثر نگه دارندگی، تخمیر همچنین می تواند بر روی بافت، طعم و کیفیت مواد مغذی از مواد خام تأثیرگذار باشد. نقصان مواد مغذی می تواند در اثر شستشو و استخراج و در اثر تخریب به وسیله نور، حرارت یا اکسیژن و استفاده میکروبی رخ دهد نقصان مواد مغذی در طی عمل تخمیر به طور معمول کم است و ضمناً ممکن است افزایش میزان این مواد در طی سنتز میکروبی رخ دهد.
در اثر وجود دی اکسید کربن که خاصیت نگه دارندگی دارد و طی عمل تخمیر به وجود می آید میزان اسید اسکوربیک در ترشیجات بسته بندی شده سریعاً بعد از تخمیر تقریباً به طور مداوم باقی می ماند. در مقابل سبزیجات غیر تخمیری حدود 20تا90 درصد از اسید اسکوربیک، ریبوفالوین ویتامین خود را در طی بسته بندی از دست میدهند. تخمیر همچنین می تواند بر روی ارزش تغذیه ای به وسیله تغییر میزان فاکتورهای استرس تغذیه ای تأثیرگذار باشد.
رویش Germination
رویش می تواند برای ساختن غذاها با استفاده از کیفیت تغدیه ای بهبود یافته مورد استفاده قرار گیرد. رویش بر کیفیت پروتئین با افزایش (protein PER Efficicency Rate) سویا اثر می گذارد و سبب افزایش میزان لیزین قابل دسترس در گندم، جو، یولاف و برنج میشود. همچنین سبب افزایش ویتامین c در نخود و لوبیا میشود. در میزان بالاتر باعث افزایش ویتامین B6,B12,B1,B2 نیاسین و بیوتین در سویا میشود.
ابزارها و روشهای سریع تشخیص
با توجه به نگرانی ها ی اخیر مصرف کنندگان در رابطه با ایمنی مواد غذایی صنایع غذایی برای تشخیص میکروبهای غذایی سموم و آلوده کننده های میکروبی در مواد خام و محصولات نهایی احتیاج به روشهای بهبود یافته سریع و مورد تأیید دارد. روشهای سریع و حساس که بر اساس کاوشگر کلونال DNA آنتی بادیهای مونو و پلی هستند جایگزین روشهای کلاسیک میکروبیولوژیکی برای تشخیص میکروارگانیسم های بیماری زا می باشند. در آینده نزدیک تشخیص حتی یک میکروارگانیسم آلوده کننده در محصول غذایی ممکن است عملی باشد. بعضی از مثالهای تشخیص میکروبهای بیماریزا توسط کاوشگرهای DNA که همکنون در حال پیشرفت هستند در جدول 6 آمده است.پیشرفت روشهای سریع به طور قابل توجهی راههای کنترل کیفیت مربرط به صنایع غذایی را تغییر خواهند داد.مدیریت مواد زائدیک اقدام خلاق برای تولید محصولات با ارزش جانبی از مواد زائد حاصله از فرایندهای صنایع غذایی می تواند یکی از زمینه های اصلی توجه و درآمدزایی این رشته باشد.استفاده از مواد زائد به عنوان ذخیره غذایی برای تولید سوختهای زیستی به منظور قوی کردن گیاهان فرایندی، تبدیل مواد زائد صنایع غذایی به مواد شیمیایی ویژه برای استفاده بقیه بخشهای صنعتی و تولید مواد دارویی با ارزش و مواد غذایی پروتئینی (SCP) از مواد زائد همچون آب پنیر که همکنون برای دفع آنها به فاضلابها برای صنعت میلیونها دلار هزینه در بر دارد از جنبه های این مدیریت میباشد.
جدول6- بعضی روشهای مدرن تشخیص میکروبهای بیماریزای غذایی
ارگانیسم مورد نظر
کمپیلوباکتر
کلستریدیوم بوتولینوم
اشریشیا کولی
لیستریا مونو سیتوژنز
گونههای سالمونلا
استافیلوکوکوس اورئوس
ویبریوکلرا
ویبریوپاراهمولیتیکوس
پروسینیا انتر و کولیتیکا
مبنای تشخیص
خصوصیت ژنی
نورو توکسینهای A,D,E
انتر وتوکسینهای مقاوم و حساس به گرما
همولیزین
خصوصیت ژنی
انتروتوکسینهای C,B,A
انتروتوکسین و همولیزین
همولیزین مقاوم به حرارت
خاصیت تهاجمی
ایمنی غذایی
یکی از مهمترین جنبه های زیست فناوری مواد غذایی ایمنی و سلامتی مواد غذایی حاصله از میکروارگانیسم ها میباشد. ممکن است محصولی از نظر جنبه های حسی و غیره از درجه بالایی برخوردار باشد. ولی در متابولیسم بدن ایجاد اختلا ل نماید. به عنوان مثال گیاهانی که مقاوم به آفت کش شدهاند و در ساختار آنها مواد حاصل از بی اثر کردن آفت کش باقی بماند و ایجاد حساسیت و بیماری کند.مقصود این که نباید به زیست فناوری مواد غذایی فقط از دید تولید بالا، خواص حسی بهتر و.. نگاه کرد بلکه کلیه مراحل متابولیسی مواد غذایی در بدن باید مورد مطالعه قرار گیرند و ایمنی آنها مورد تأیید قرار گیرند. سازمان FDA ملاکهای زیادی را برای سالم بودن یک ماده غذایی حاصله از زیست فناوری معرفی میکند.
نتیجه
با توجه به گستره و حیطه عمل زیست فناوری ذکر تمام قابیلت ها و تواناییهای زیست فناوری در بخش کشاورزی و صنایع غذایی محدود به مقاله ها و کتابها نمیگردد. با توجه به تغییرات و تحولات چشمگیر و روزمره زیست فناوری همگام با دانش سریع روز، تأثیر عمیقی بر روی فرایندها، محصولات و کالاهای غذایی، دارویی و بهداشتی شاهد هستیم که همگامی با این پیشرفت ها سبب توسعه و بهبود کالاها و خدمات صنعتی میگردد. به طور کلی تولید مواد غذایی شامل طعم دهنده ها، آنزیمها، بیوپلیمرها، سورفکتانتها، شیرین کننده های غیر مغذی، جانشین چربیها، آنتی اکسیدانها، نگهدارنده های طبیعی، پروتئین های سلولی SCP، بهبود خواص کیفی مواد غذایی از نظر جنبه های حسی و فرایند بهبود روشهای فرایندی، کاهش هزینههای تولید، تبدیل مواد زائد، افزایش راندمان تولید همگام با افزایش بی رویه جمعیت و... از کاربردهای رایج و بالقوه زیست فناوری میباشد. حال آیا واقعاً زیست فناوری در صنایع غذایی امری ضروری است؟
اگر خواهان وجود یک امنیت غذایی سالم، ارزان و کافی باشیم و نگران خرابی منابع غذایی از طریق خشکی، سیل، سرمای زودرس، بیماریها و غیره نباشیم و همچنین اگر خواستار همگامی بخش کشاورزی با رشد جمعیت کنونی هسیتم در حالی که اغلب زمینهای کشاورزی و تقریباً همه آبهای مورد مصرف کشاورزی در حال استفاده می باشند. زیست فناوری در این بخش امری ضروری و حیاتی میباشد.
حالا وعده زیست فناوری مواد غذایی چیست؟
زیست فناوری مواد غذایی توان ایجاد راه کارهایی برای نگهداری منابع طبیعی، حذف آلودگیهای زیست محیطی، افزایش و بهبود تولیدات کشاورزی، کاهش وابستگی به مواد شیمیایی کشاورزی، ارائه بهینه ترین روند تولید مواد غذایی، کاهش هزینهها، تولید مواد غذایی سالم، بهداشتی، کافی، ارزان و با کیفیت تغذیه ای بالا و... را به ما نشان میدهد.
http://www.hamafza.ir