二、食品生物技術發展階段

食品生物技術是一門既有古老歷史又有嶄新內容，在當代發展迅速的科學技術和生產工藝，其發展可分為傳統食品生物技術和現代食品生物技術兩個階段。

（一）傳統食品生物技術

傳統食品生物技術包括釀造、酶制劑、味精和氨基酸生產技術等，被廣泛應用于生產多種食品，如面包、奶酪、啤酒、葡萄酒以及醬油、醋、米酒和發酵乳制品。

傳統生物技術從史前時代起就一直為人們所開發利用，并造福人類。公元前6000年，古埃及人和古巴比倫人就已開始釀造啤酒，我國也在石器時代后開始用谷物釀酒。埃及人則在公元前4000年就開始用酵母菌發酵生產面包。在公元前221年，秦朝初期我國人民已能掌握傳統發酵技術用以制作豆腐、醬油和醋，并一直沿用至今。1885年法國科學家L.Pasteur證實發酵是由微生物引起的，井建立了微生物純種培養技術，從而為發酵技術的發展提供了理論基礎，使發酵技術納入了科學的軌道。該階段食品生物技術的主要技術特征是發酵過程為非純種微生物自然發酵，生產過程簡單，對設備要求不高，規模一般不大，主要產品有醬油、醋、酒、泡菜、干酪、酸乳、面包酵母等。

到20世紀20年代，工業生產中開始采用大規模的純種培養技術生產化工原料丙酮、丁醇。50年代，在青霉素大規模發酵生產的帶動下，發酵工業和酶制劑工業迅速發展并廣泛應用于食品加工。這一時期的主要技術特征是利用了微生物的純培養技術、深層通氣攪拌培養技術、代謝控制發酵技術等技術；出現了次級代謝產物產品，如各種抗生素的生產；生產規模大（單細胞蛋白工廠的氣升式發酵罐的容積已超過2000m3），產品既包括初級代謝產物（氨基酸、酶制劑、有機酸等），也包括次級代謝產物（抗生素、一些多糖等）。

（二）現代食品生物技術

現代食品生物技術是基于20世紀70年代初在分子生物學、生化工程學、微生物學、細胞生物學和信息技術等學科基礎上形成的現代生物技術而發展起來的綜合性技術。現代食品生物技術利用近代發酵技術、酶技術、基因工程技術生產食品原料（葡萄糖、麥芽糖、果葡糖漿等）、食品添加劑（活性干酵母、味精等氨基酸，檸檬酸等有機酸，天然微生物色素，鳥苷酸等核苷酸，黃原膠等微生物多糖，維生素、食品用酶制劑、乳酸鏈球菌素等）和食用益生菌等產品。

1944年，Avery等闡明了DNA是遺傳信息的攜帶者。1953年，Watson和Crick提出了DNA的雙螺旋結構模型，闡明了DNA的半保留復制模型，從而開辟了分子生物學研究的新紀元。1961年，M.Nirenberg等破譯了遺傳密碼，揭開了DNA編碼的遺傳信息是如何傳遞給蛋白質這一秘密。基于上述基礎理論的發展，1973年，Boyer和Cohen建立了DNA體外重組技術，標志著基因工程技術的開始。重組技術使得食品生物技術中生物轉化這個環節的優化過程變得更為有效，而且它所提供的方法不僅可以分離到那些高產量的微生物菌株，還可以人工制造高產量的菌株。原核生物細胞和真核細胞都可以作為生物工廠來生產胰島素、干擾素、生長激素和病毒抗原等大量的外源蛋白；DNA重組技術還可以簡化許多有用化合物和大分子的生產過程。植物和動物也可以作為天然的生物反應器，用來生產新的或改造過的基因產物。其后，隨著細胞融合技術及單克隆抗體技術的相繼成功，并實現了動植物細胞的大規模培養，同時固定化生物催化劑也得到廣泛應用，新型反應器不斷涌現，形成了具有劃時代意義的現代生物技術。