مطالعات صورت گرفته نشان داده است که جمعیت جهان تا اواسط قرن حاضر، دو برابر خواهد شد و این در حالی است که اکنون نیمی از کودکان جهان از غذای کافی محروم هستند. همچنین فشار از طرف مصرف‌کنندگان، خصوصاً در کشورهای صنعتی، باعث شده است که تولید محصولات غذایی بطرف استفاده از مواد افزودنی "طبیعی" و بکارگیری روش‌های فرآوری نزدیکتر به روش‌های طبیعی، جهت پیدا کند. نکات، به همراه سایر مزایایی که وجود داشته‌اند، روش‌های بیوتکنولوژی در صنایع غذایی را گسترش داده‌اند. با توجه به گسترش صنایع غذایی در کشور ما، آشنایی مختصر با کاربردهای بیوتکنولوژی در صنایع غذایی مفید به نظر می‌رسد:
تعریف بیوتکنولوژی غذایی
تولید محصولات نهایی غذایی با استفاده از بیوتکنولوژی
تولید مواد افزودنی غذایی با استفاده از بیوتکنولوژی
اصلاح مستقیم مواد غذایی یا مواد افزودنی به غذا
تولید مواد کمک فراوری
کاربردهای تجزیه‌ای
تصفیه پسماند
تعریف بیوتکنولوژی غذایی در ارتباط با صنایع غذایی می‌توان بیوتکنولوژی را به‌صورت زیر تعریف کرد:
"استفاده از سلول های زنده یا قسمتی از آنها، به منظور تولید یا اصلاح محصولات غذایی یا مواد افزودنی به غذا"
از یک دیدگاه دیگر می‌توان کاربرد بیوتکنولوژی در صنایع غذایی را به دو بخش کاربرد بیوتکنولوژی سنتی و کاربرد بیوتکنولوژی مدرن تقسیم کرد:
1- درکاربرد "بیوتکنولوژی سنتی" در صنایع غذایی، از فناوری تخمیری (ریزساوارزه‌ها یا میکروارگانیزم‌ها) جهت تغییر مواد خام غذایی به محصولات غذایی تخمیری شامل پنیر، ماست، خمیر نان و غیره استفاده می‌گردد. استفاده از ریزسازواره‌ها و آنزیمها در این فرآیندها باعث ایجاد تغییرات در طعم، عطر و بافت مواد خام غذایی یا افزایش قابلیت نگهداری آنها می‌گردد.
2- در بکارگیری "بیوتکنولوژی نوین" در صنایع غذایی، از ژنتیک مولکولی و آنزیم‌شناسی کاربردی بهمراه فناوری تخمیری، جهت بهبود خواص مواد افزودنی غذایی استفاده می‌گردد. در قسمت‌های بعدی این نوشتار، برخی از کاربردهای بیوتکنولوژی در صنایع غذایی به طور اجمال و در چند زمینه بیان می‌شوند.
تولید محصولات نهایی غذایی با استفاده از بیوتکنولوژی
بیوتکنولوژی می‌تواند جهت تغییر مواد خام غذایی مانند شیر، گوشت، سبزیجات و غلات به محصولات با طعم و عطر مطلوب و قابلیت نگهداری بیشتر استفاده شود. تولید این نوع محصولات در جهان، سابقه بسیار طولانی دارد و هم‌اکنون این محصولات در مقیاس صنعتی در سطح دنیا تولید می‌گردند. بر اساس گزارشات موجود، حدود یک سوم رژیم غذایی در اروپا از غذاهایی تشکیل می‌شود که تخمیر شده‌اند؛ در حالیکه این رقم در سایر نقاط دنیا بین 20 تا 30 درصد می‌باشد. از مثال‌های این محصولات می‌توان به محصولات لبنی تخمیری مانند ماست و پنیر، سوسیس تخمیرشده خشک و نیمه‌خشک، سبزیجات تخمیرشده مانند کلم (sauerkraut)و زیتون تخمیرشده، نان، قارچ خوراکی، مشروبات الکلی و انواع غذاهای تخمیری آسیای شرقی مانند سس سویا، میسو، سوفو و تمپه اشاره نمود. برخی از این محصولات از قبیل فرآورده‌های لبنی تخمیری، نان و قارچ خوراکی، در ایران نیز در مقیاس صنعتی تولید می‌گردند. همچنین اخیراً در رابطه با تولید محصولات دیگر مثل زیتون تخمیر شده و سس سویا، پروژه‌های تحقیقاتی در ایران انجام گرفته است.
توده میکروبی و پروتئین تک‌یاخته به‌عنوان غذا
توده میکروبی نیز بعنوان یک ماده غذایی غنی از پروتئین، مورد استفاده قرار گرفته است. به‌عنوان مثال، آلمانی‌ها طی جنگ جهانی دوم، برای جبران کمبود پروتئین، مخمرها را در مقیاس صنعتی کشت داده و بعنوان منبع غذایی در خوراک انسان مورد استفاده قرار دادند. همچنین از دهه شصت میلادی تولید محصولاتی به نام پروتئین تک‌یاخته (SCP)، ابتدا از مواد هیدروکربنی و بعدها از مواد کربوهیدراتی ارزان‌قیمت در مقیاس صنعتی آغاز شد. این محصولات، بعنوان افزودنی پروتئینی در خوراک دام و
مثالی از تولید پروتئین تک یاخته (scp):
به‌عنوان مثال، شرکت ICI در انگلستان از کشت باکتری Methylophilus methylotrophous بر روی متانول در یک فرمانتور پیوسته به حجم 1500 متر مکعب، برای تولید سالانه 500 تا 600 هزار تن پودر خشک شده SCP در سال استفاده کرد. حجم زیاد فرمانتور و نیاز به راه‌اندازی آن بصورت پیوسته تحت شرایط استریل (aseptic) باعث شد که نیاز به ابداع تکنیک‌های جدید مهندسی برای تولید این محصول در مقیاس صنعتی بوجود آید.
با وجودی‌که تولید این محصول از نظر فنی با موفقیت روبرو شد، ولی بخاطر برخی مشکلات از جمله هزینه‌های تولید بالا و کاهش قیمت‌های محصولات رقیب (یعنی کنجاله سویا)، این پروژه و پروژه‌های مشابه در کشورهای غربی از نظر اقتصادی موفقیت‌آمیز نبودند. به‌عنوان مثال، شرکت ICI، تولید محصول SCP خود را در اواسط دهه 80 میلادی متوقف کرد. قابل ذکر است که تولید این محصول در کشورهای بلوک شرق نظیر اتحاد جماهیر شوروی با موفقیت اقتصادی خیلی زیادی روبرو شد؛ زیرا تولید این محصول باعث عدم وابستگی به کنجاله سویای وارداتی از کشورهای غربی می‌شد.
مثال دیگری از تولید پروتئین تک‌یاخته (scp):
پروژه شرکت نفتی فیلیپس از جمله پروژه‌هایی است که در آن تولید SCP از موفقیت اقتصادی بالاتری برخوردار می‌باشد. در این پروژه از یک سیستم با دانسیته سلولی بالا و بر اساس کشت مخمر Torulaبر روی اتانول، ساکاروز و ملاس (به‌عنوان منبع کربن) و آمونیاک (به‌عنوان منبع ازت) برای تولید SCP استفاده گردید‌ه است. در این فرآیند، مایع تخمیری خروجی از فرمانتور دارای غلظت سلولی 160 گرم وزن خشک در لیتر بود و لذا امکان خشک‌کردن مستقیم این مایع توسط خشک‌کن‌های پاششی وجود داشت. علت موفقیت اقتصادی این پروژه، بالابودن بازده فرایند و هزینه پایین‌تر بازیابی محصول بوده است.