Бурное развитие биологии во второй половине XX в., прежде всего биохимии (выяснение структуры и функций пептидов, белков и нуклеиновых кислот, углубление представлений о биохимических процессах и др.), привело к появлению нового понятия — «Биотехнология». В то же время, для получения ряда пищевых продуктов многие биотехнологические процессы, такие как хлебопечение, пивоварение, виноделие, использовались человеком с глубокой древности (в частности, найдена глиняная дощечка, на которой записана технология приготовления пива). Биологическая сущность этих процессов была выявлена в XIX в. благодаря работам Л. Пастера. Биотехнологическими являются практически все пищевые технологии, в которых зерно используется в качестве основного сырья.
В то же время интенсивное развитие технической стороны науки в XX в. привело к принижению научно-практического значения биологии, и, как следствие этого, роли живого организма, который пытались перевести из категории самостоятельной целостной высокоорганизованной живой системы в категорию химических реагентов, датчиков, компьютерных деталей и прочих орудий модернизированного технического производства. Все это породило примитивный, эмпирический подход к такому сложному объекту, как живой организм.
Тенденция пренебрежительного отношения к физиологии организмов проявилась и в биотехнологии, что привело к низкой эффективности биотехнологических процессов. Лобовой метод их оптимизации — метод «грубой силы», проводимый без глубоких знаний физиологии используемого организма, не оправдывает себя.
Однако в биотехнологии существует и другой подход, при котором обязательно учитывается вся сложность физиологических процессов, происходящих в живых организмах. Так, И. П. Козьмина в своем учебнике «Зерноведение» писала: «Рассматривая зерно пшеницы, кукурузы, семена масличных и т. д., надо помнить, что они являются живыми организмами, от физиологического состояния которых зависит их поведение при хранении и переработке».
В биотехнологии можно выделить два направления — традиционное и новое.
Традиционная биотехнология — это наука о способах получения необходимых человеку продуктов с помощью живых организмов (растений, животных, микроорганизмов), в том числе с использованием сельскохозяйственного и другого сырья. Частью традиционной биотехнологии являются пищевые технологии.
Новый этап биотехнологии связан с интенсификацией и улучшением традиционных технологий, а также с появлением принципиально новых, объектами которых стали культивируемые ткани и клетки высших многоклеточных организмов — животных и растений, а также микроорганизмов, созданных методами генной инженерии.
В наше время биотехнология опирается на биологию, химию, технологию, биохимию, а также на новые науки, возникшие на базе классической биохимии, такие как биоорганическая химия, химическая энзимология и др.
Развитие биотехнологии невозможно без глубокого понимания структурных и функциональных основ живой материи, а также взаимосвязи обмена веществ с физиологическими функциями организма, изучение которых составляет главную задачу биологической химии. Поэтому биохимию часто называют химией жизни.
Хотя некоторые биохимические явления были известны человеку с давних времен, зарождение биохимии относят к концу XVIII — началу XIX в.. когда из организмов был впервые выделен ряд веществ — мочевина, яблочная и лимонная кислоты и др. К концу XIX — началу XX в. биохимия сформировалась как самостоятельная наука, благодаря крупным достижениям в области органической химии и физиологии того периода.
Биохимия имеет большое практическое значение для пищевой промышленности и сельского хозяйства. Это фундаментальная научная дисциплина, которая помогает в решении проблемы теоретического обоснования биотехнологических процессов на молекулярном уровне. «Биохимия вместе с микробиологией и генетикой является основой биотехнологии, которая использует живые организмы, вызываемые ими процессы и производимые ими продукты для решения различных практических задач современной технологии, Переработка зерна и хлебопечение представляют собой традиционные отрасли биотехнологии» (Кретович. 1991).
В своих исследованиях биохимики пользуются большим арсеналом физико-химических и математических методов, имеющих, однако, свою специфику, связанную с быстротечностью протекания биохимических процессов. Все это позволяет разрабатывать биотехнологические подходы к исследованию живого.
Для промышленности биотехнология интересна использованием биохимических процессов и биологических агентов, в качестве которых выступают не только микро-, но и макробиологические объекты. Одним из таких объектов является зерно, сохраняющее некоторые биологические свойства даже после переработки его в муку и крупу.
Важной научной составляющей биотехнологии является зерноведение, которое можно рассматривать не только как естественнонаучную, но и как технологическую дисциплину.