结合传统筛选、蛋白质化学和微生物代谢网络分析，寻找生物催化新途径及新酶，开发具有新功能和适应新过程的高效食品生物催化剂；利用生物信息学、基因组学以及蛋白质组学技术鉴定酶的编码基因。

2.基因工程高效表达系统构建(construction of efficient expression system)

构建高效分泌型表达载体。针对所采用宿主菌胞外蛋白分泌途径的特点，强化蛋白胞内运输及跨膜转运，研究蛋白合成与分泌之间的协调偶联并建立分泌机制模型，实现蛋白胞外基质的高效表达。

3.蛋白质分子设计与定向改造(molecular design and protein reconstruction)

利用生物信息学、构效关系分析、催化反应工程、高通量筛选技术等全面开拓催化剂的新功能，拓展可催化底物谱；通过探讨酶的构效关系及其催化规律本质、揭示酶催化发生的识别机制和分子动态过程，实现生物催化剂的定向改造。

4.发酵过程优化与控制(fermentation process optimization and control)

以工业生物技术中具有代表性的微生物（细菌、放线菌、霉菌和酵母等）为研究对象，利用代谢工程、生化反应和传递动力学、生物反应器工程理论研究外界环境变化对生物发酵生理的影响及生物自身响应机制，从优化微生物自身基因型、调节胞内微环境和优化宏观环境这三方面，针对发酵过程中微生物表现出的特殊生理状态进行优化，建立适合培养特定微生物的最佳发酵策略。

5、 酶催化和生物转化技术(enzyme catalysis and biotransformation)

利用蛋白质工程技术获得适合工业化应用的食品酶制剂并改造其物质转化功能与提升转化效率。通过对催化剂本身、催化反应过程、催化剂的表达等方面的系统研究，从分子水平对催化反应的反应机理如路径、过渡态、产品分布等关键问题进行研究。