食品生物技術(food biotechnology)又稱為食品生物工藝學。我國食品生物技術既是一個古老傳統學科,源於我國數千年前的曆史文化,又是一個近代、現代分子生物學發展而形成的生物技術分支學科。按其自身的發展曆程,可劃分為三個發展時期。
一、史前時期
我國古代有著燦爛的曆史文化。勞動人民勤勞、智慧和勇敢,通過自身的生產實踐認識自然和改造自然。人類在社會活動中積極求生存、繁衍和發展。從出土文物發現,追溯至距今數千年前的龍山文化時期。釀酒、製醋和製醬等發酵技藝已經發展到世界一流水平。以天然微生物發酵釀製食品的傳統食品生物技術率先在我國形成。可以古書、傳記為據。《商書》記載“若作酒醴,爾惟麴蘖”;《左傳》也記載“麴”、“蘖”可以防治疾病等。到了後魏,賈思勰著的《齊民要術》已詳細敘述了製曲和釀酒的技藝術。製曲技術是我國釀酒史上的一大發明,釀酒技藝也是在世界上獨樹一幟。遠在公元前五、六世紀,我國製曲技術先後傳至朝鮮、日本、印度和東南亞各國。日本著名科學家阪口謹一郎也讚口認為,“中國製曲應用於釀酒,可與中國古代四大發明媲美”。到了明代著名科學家李時珍著《本草綱目》中對葡萄酒已有較鮮細論述,他曰“凡作酒醴須曲,而葡萄、蜜等酒類不用曲”,而用附著果皮發酵劑的作用。說明我國明代已生產葡萄酒類。
二、近代時期
從19世紀50年代開始,伴隨著歐洲的文藝複興帶來科學和工業的繁榮。由於法國科學家巴斯德(Pasteur)對微生物學創立的貢獻,德國科學家柯赫(Koch)發明了微生物的分離和純種培養技術和法國學者布合乃爾(Buchner)兄弟倆通過實驗揭示了發酵本質是細胞中酶的作用。標誌著傳統食品生物技術向近代食品生物技術的發展。從傳統發酵食品的生產靠天然微生物作用,發展為人工分離篩選和物理化學育種新階段。極大地推動著酶製劑工業、抗生素工業和食品發酵工業的發展。
在這期間,發酵技術水平不斷提高,在20世紀20年代初,所應用的青黴素產生菌,其發酵單位僅為2U/mL。1943年美國最早使用黃青黴(Penicillium chrysogenum)生產青黴素,發酵單位也僅有250U/mL。後來采用X射線誘變黃青黴菌得到的突變菌種提高至500U/mL,至80年代已提高至85000U/mL。穀氨酸發酵技術水平,也同樣依靠菌種技術的進步,生產才有今天的發展水平。
三、現代的發展
從20世紀50年代初開始,伴隨著生物化學、遺傳學和化學分析技術的發展,特別是1953年“DNA雙螺旋結構”的發現、1969年酶固定化技術的應用和1973年基因工程誕生等重大科技成就為標誌的劃時代發展,逐步形成以分子生物學為基礎,以基因工程為核心手段,包括酶工程、發酵工程、細胞工程和蛋白質工程的現代生物技術。
酶、固定化酶和固定化細胞技術的應用已推動著傳統食品工業的革新,轉基因動植物和微生物現正在從根本上為增加食物和保健食品提供有效途徑。依靠科學進步,現代生物技術在食品、醫藥等部門的應用將越來越廣泛。食品生物技術作為分支科學已經形成、發展,生物技術在食品產業化方麵將有更廣闊的發展前景。