微生物的基因改造有助于食物的制作，如何有助于形成更稳定（更美味）的食物链

几十年来，转基因(GM)一直是食品生产中一种令人兴奋的工具。尽管它有时口碑不佳，但事实是，它极大地帮助养活了快速增长的全球人口，并将继续支持其增长，预计未来30年全球人口将超过96亿。我们大多听说过转基因作物，但越来越多的科学家认识到，改变有助于发酵我们喜爱的食物——奶酪、酸奶、啤酒和巧克力——的有机体，也可以生产出更可持续、更美味的食物。

如今，大多数玉米和大豆作物都经过基因改造，既能抵抗害虫又能抵抗除草剂。改良作物也有助于以更少的面积生产更多的粮食。一些估计表明，玉米、小麦和大豆的产量增加了可能是20%或更多．研究人员一直在创造能够承受未来几十年更高的温度和变化的大气条件的转基因作物。

转基因作物在这方面也发挥了重要作用解决维生素缺乏例如，维生素A缺乏在世界各地都是一个大问题，可能导致儿童不可逆转的失明和死亡。为了解决这个问题，科学家们对水稻进行了改造，使其产生β -胡萝卜素，这是维生素a的组成部分。类似的工作已经在香蕉、玉米和其他蔬菜中进行，以解决铁和叶酸缺乏症等问题，这对在全球范围内解决这些问题有很大的希望。

但食品生产的另一个领域一直在使用转基因技术，这可能是人们不太熟悉的——微生物。正如大多数人所知，我们喜爱的许多食物都依赖微生物——酸奶、奶酪和啤酒都需要发酵，葡萄酒、巧克力、德国泡菜、酵母面包、泡菜和豆豉等也是如此。世界上几乎每一种文化都利用发酵，因为它可以产生口味和质地，也可以保存，因为它可以让食物的可食用时间更长。奶酪比牛奶稳定得多，蔬菜在发酵后可以保存数月。

在不同的发酵过程中使用了种类繁多的微生物——细菌、酵母和真菌。对于某些食物来说，多种微生物对最终产品做出了贡献，每种微生物都执行不同的中间步骤——康普茶、酸啤酒和每个人的最爱都是如此流行的消遣，酸面包. 巧克力还需要酵母菌和各种细菌在几天内进行大量的化学转化，从而发酵糖，分解果肉，杀死可可豆，并开始产生香味。

查里斯·凯尼翁摄于Unsplash

在许多情况下，已知并有意在酸奶中添加乳酸菌，在面包或啤酒制作中添加酵母，但在其他情况下，仍在确定生物体的组成。例如，我之前的研究观察了当只添加盐时，卷心菜是如何变成泡菜的。我们确定，进行发酵的乳酸菌来自土壤和水中，含量较低，但一旦进入发酵罐的厌氧环境，它们就会压倒一切并增殖。特别有趣的是，全国不同地区的细菌构成不同，这影响了最终产品的味道。

奶酪是细菌、酵母菌和真菌的不同组合在不同时间（老化）和不同环境条件（风土）下与奶酪相互作用如何影响成品颜色、味道和质地的另一个很好的例子。我的另一项早期研究发现拉紧存在的细菌数量会影响成品，这可能是奶酪的外观和味道因地区而异的原因。

类似的方法也适用于其他食物，比如意大利腊肠，为了加强干燥过程和风味而添加的霉菌可能会毁掉它。有时，对这个过程至关重要的生物可能会超过它，所以弄清楚如何设计社区，使其更能抵抗入侵者，将是未来研究的一个重要领域。

转基因研究人员已经大大改进了奶酪的制作大肠杆菌为了生产凝乳酶，凝乳酶是凝乳酶中的活性化合物，凝乳酶在奶酪生产过程中被用来分解蛋白质，数千年来，它都来自小牛的胃。在未来，转基因还可能被用于减少奶酪制作的步骤(以及时间和成本)，可能是通过改造细菌或酵母，使其在制作过程中执行多个步骤，而不是只执行一个步骤。与谷物作物一样，转基因也可能被用于提高乳制品的营养成分。

最后，通用汽车公司也可能有助于减少所需配料的数量：加利福尼亚大学的一个团队几年前的新闻用于生产产生“啤酒花”味道的转基因酵母。尽管精酿啤酒制造商可能会持怀疑态度，但减少啤酒花的用量可能对环境大有好处。酿酒师们可能更渴望一种想法，即转基因也可以用于生产更多乙醇或乳酸的酵母，这将消除越来越受欢迎的酸啤酒酿造过程中添加的细菌。

在这方面，人类的偏好一直在变化，而转基因可以帮助适应这一点——例如，酸奶的趋势在几年的时间里从希腊到冰岛再到法国。酸奶制造商可以使用转基因细菌来模仿酸奶的质地和口味，而不是根据新趋势来彻底改造生产过程。同样的道理也适用于巧克力或任何发酵食品的不同风味。

贝克曼库尔特生命科学公司我是该公司的一名商业产品经理，多年来一直在生产用于基因工程前沿的工具。我们的回声液体处理机是研究人员开发新的细菌或酵母菌株的理想工具，因为它可以实现高效、高通量的克隆工作流程，从而节省时间，同时减少成本和浪费。由于合成成本降低，互换模块化DNA片段是许多DNA构建工作流程的首选方法，因此Echo能够以任何体积将这些片段从任何来源传输到任何目的地，从而在设计、构建、测试和学习周期中实现更快的进展。

虽然基因工程和我们的工具最初是为研究而开发的，但它们显然与食品生产有着巨大的相关性，而食品生产本身就是一个关键领域。生命科学公司、食品制造商和公共卫生组织之间的密切合作关系将变得越来越重要。与此同时，下一次当你享用你最喜欢的酸奶时，请花一点时间不仅感谢制造商，还要感谢所有使其免于疾病的工程技术，或者感谢不再依赖小牛胃的奶酪。