新技術(shù)在發(fā)酵食品加工中的應(yīng)用

于宗玄，董艷，楊慶麗

（黑龍江省科學(xué)院大慶分院，黑龍江大慶163000）

新技術(shù)在發(fā)酵食品加工中的應(yīng)用

于宗玄，董艷，楊慶麗

（黑龍江省科學(xué)院大慶分院，黑龍江大慶163000）

在對(duì)采用傳統(tǒng)方式進(jìn)行發(fā)酵食品加工的缺點(diǎn)深入分析的基礎(chǔ)上，闡述了新的生物學(xué)技術(shù)在發(fā)酵食品加工中的應(yīng)用，包括在菌種的改善上，采用生物學(xué)工程技術(shù)；在殺菌方面，采用冷殺菌或超濾技術(shù)；在風(fēng)味多樣化方面，利用催陳技術(shù)和脫鹽技術(shù)等。

發(fā)酵；基因工程；細(xì)胞工程；催陳；脫鹽

1　發(fā)酵食品簡(jiǎn)介

對(duì)食品進(jìn)行發(fā)酵，其最早的目的是為了延長(zhǎng)食品的可使用期限，即防腐與保存。后來(lái)隨著發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用范圍的增大，發(fā)酵的功能也開(kāi)始向食物口味改變、食物營(yíng)養(yǎng)加強(qiáng)、食物功能改變等方向發(fā)展。現(xiàn)階段，發(fā)酵已經(jīng)在食品加工的很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，包括谷物發(fā)酵制成的食品（米醋、甜面醬、米酒、發(fā)酵饅頭與面包等），豆類發(fā)酵制成食品（醬油、豆腐乳、豆瓣醬、豆豉等），乳類發(fā)酵制成食品（酸奶、干酪等），等等，受到人們的喜愛(ài)，而經(jīng)過(guò)發(fā)酵的饅頭和面包，其口感更佳。這些發(fā)酵食品通常具有特殊的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，包含豐富的蛋白、礦物質(zhì)、維生素等。比如乳酸菌可增強(qiáng)人體抵抗力，米酒可增強(qiáng)記憶力，豆制品可增強(qiáng)鈣吸收等，在現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)、保健醫(yī)學(xué)中被頻頻提及。

2　國(guó)內(nèi)發(fā)酵食品生產(chǎn)現(xiàn)狀與問(wèn)題分析

21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)發(fā)酵食品加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，部分產(chǎn)品也走向產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的道路，包括醬油、醋、米酒等產(chǎn)品，并誕生了眾多食品品牌，比如海天等，但仍有很多發(fā)酵食品加工處于小作坊狀態(tài)，有待精細(xì)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，包括豆豉、豆腐乳等。分析其存在的問(wèn)題如下：第一，安全性差。傳統(tǒng)的食品發(fā)酵過(guò)程通常置于露天環(huán)境中，對(duì)菌株也沒(méi)有嚴(yán)格的控制，同時(shí)在制作過(guò)程中不太注意衛(wèi)生問(wèn)題，制作者甚至徒手操作，因此容易出現(xiàn)食品安全問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，有害菌株在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒的代謝廢物，給食品帶來(lái)安全隱患，同時(shí)環(huán)境（包括操作環(huán)境與發(fā)酵環(huán)境）中的微生物也會(huì)帶來(lái)一定的干擾，使得食品具有毒性和致癌性等。第二，質(zhì)量參差不齊。因?yàn)椴荒軐?duì)發(fā)酵原料、發(fā)酵菌株和發(fā)酵環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格的控制，傳統(tǒng)作坊式發(fā)酵食品，即使為同一批出產(chǎn)的，其質(zhì)量也參差不齊，口感與風(fēng)味不能一致。第三，部分工藝創(chuàng)新的缺陷。近年來(lái)也有很多企業(yè)對(duì)發(fā)酵食品加工工藝進(jìn)行了創(chuàng)新，但因單純地追求效率和產(chǎn)量，失去了傳統(tǒng)的可口風(fēng)味，效果適得其反。對(duì)于上述問(wèn)題，采用新技術(shù)能夠進(jìn)行一定的優(yōu)化和改善。

3　新技術(shù)在發(fā)酵食品加工中的應(yīng)用分析

3.1生物技術(shù)對(duì)菌種的改善

采用合適的生物學(xué)技術(shù)，能夠?qū)甑姆N類進(jìn)行分離和選擇，能夠?qū)ΜF(xiàn)有菌株進(jìn)行定性改良，根據(jù)需求對(duì)不同菌株進(jìn)行最佳比例的配置，使發(fā)酵食品的質(zhì)量與產(chǎn)量得到保證。主要使用到的技術(shù)包括基因工程和細(xì)胞工程。

3.1.1基因工程

該技術(shù)也被稱為DNA重組，利用分子生物學(xué)的方法，把代表特定功能的基因片段在生物體外進(jìn)行重組，再注入到微生物中，以達(dá)到改變其基因、改變其生理功能的目的。基因工程能夠在短期內(nèi)培育大量特定功能的微生物，用于發(fā)酵食品的加工。

3.1.2細(xì)胞工程

相對(duì)于基因工程，細(xì)胞工程在視角上微觀程度不夠，但能夠基于細(xì)胞這一層面，把具有不同功能的細(xì)胞體進(jìn)行融合，使其在交互中達(dá)到生物特性的互助和增強(qiáng)，并進(jìn)一步大量復(fù)制與繁殖，達(dá)到發(fā)酵食品的目的。利用細(xì)胞融合工程，能夠很容易生成新的微生物體系。

基因工程和細(xì)胞工程在發(fā)酵食品加工中有諸多應(yīng)用。比如在香腸制造中，所需要的菌株對(duì)抗菌性的要求非常高，可以將傳統(tǒng)制腸過(guò)程中使用的微生物進(jìn)行提取，并制作成純種的發(fā)酵劑，使得在加工中更好地控制。比如在酒類制作中，不同菌株間不同的組合所發(fā)酵成品酒的口味不同，可以將不同種類的菌株按照所需的比例，進(jìn)行精準(zhǔn)組合，以達(dá)到不同的目標(biāo)口味。一些特殊酒類的釀造中（代表是黃酒），所需要的酵母菌十分苛刻，不但要求純種，還需要抗高溫，能生香。可以通過(guò)基因工程對(duì)酵母菌進(jìn)行有針對(duì)性的培育，最終選擇適合特種生產(chǎn)目的的菌類。

3.2冷殺菌技術(shù)對(duì)滅菌效果的提升

發(fā)酵食品的制作雖然利用了微生物，但還需要防止其他有害真菌、病毒、細(xì)菌對(duì)食品的危害，因此需要在出廠前進(jìn)行殺菌。如果使用傳統(tǒng)的熱殺菌技術(shù)，很容易降低食品的品質(zhì)，縮短其保存期限，降低其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。為此，采用冷殺菌技術(shù)就顯得十分必要。利用現(xiàn)代物理科技，人們可以針對(duì)發(fā)酵食品采用輻射、超聲波、磁力、超高壓、高壓脈沖電場(chǎng)、強(qiáng)光等措施進(jìn)行殺菌。因?yàn)檫@些技術(shù)不會(huì)產(chǎn)生太多的熱量，不會(huì)造成食品的大幅度升溫，被稱為冷殺菌技術(shù)。在豆類發(fā)酵食品中，可以進(jìn)行廣泛的應(yīng)用推廣。

強(qiáng)光滅菌技術(shù)，為美國(guó)Foodco公司所發(fā)明，其原理是使用某類惰性氣體，產(chǎn)生超高強(qiáng)度的光線，用以對(duì)發(fā)酵食品進(jìn)行照射，以得到滅菌的效果。

超高壓滅菌技術(shù)，是將食品放在400MPa甚至更強(qiáng)的壓力之下，使其中的菌類難以承受而死亡。通常情況下，霉菌等菌類會(huì)在400MPa壓力下死亡，而一些有芽孢的菌類則會(huì)在600MPa壓力下死亡。但食品的營(yíng)養(yǎng)成分不會(huì)因此而改變。

超聲波滅菌技術(shù)，利用高于20kHz/s的聲波裂解、粉碎細(xì)菌細(xì)胞，但缺點(diǎn)是滅菌效果不夠徹底。

3.3超濾技術(shù)對(duì)滅菌效果的提升

超濾技術(shù)主要針對(duì)發(fā)酵后的食品，即使發(fā)酵過(guò)程較為衛(wèi)生，也無(wú)法避免被雜菌感染，有必要進(jìn)行殺菌。對(duì)于醬油、醋以及酒類等液體發(fā)酵產(chǎn)品而言，還可以采用超濾技術(shù)。該技術(shù)利用膜分離原理，將直徑低于0.3μm的離子和其他離子、溶劑分離，該技術(shù)具有較高的效率，且不需要嚴(yán)格的工藝條件，能夠有效增強(qiáng)液體發(fā)酵食品的安全性。

3.4催陳技術(shù)的應(yīng)用

一些傳統(tǒng)發(fā)酵食品，具有放置時(shí)間越長(zhǎng)，其風(fēng)味越獨(dú)特的特點(diǎn)，比如陳年酒、陳醋等，而采用催陳方法，可以將新鮮的發(fā)酵食品在比較短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生放置很久的效果。在白酒催陳領(lǐng)域，可以采用高溫、光、磁感、靜電、x射線、離子等多種方式。雖然上述方法均能夠達(dá)到催陳的效果，但如果采用激光照射、微波處理、輻射處理、超聲波等方式，會(huì)對(duì)產(chǎn)品中的光敏感成分造成傷害，酒中的糠醛、2,3-丁二酮、芳醛等物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生一些不可預(yù)知的成分，它們可能會(huì)影響白酒的口味，甚至?xí)：θ梭w健康，因此在使用時(shí)需要慎重。醋的催陳技術(shù)與注意要點(diǎn)與白酒類似。

3.5脫鹽技術(shù)的應(yīng)用

醬油是重要的調(diào)味品，也是發(fā)酵食品中重要的類型，在發(fā)酵成功后，通常具有很高的含鹽量，而隨著人們口味的豐富化，低鹽醬油開(kāi)始受到消費(fèi)者的青睞。為此可以采用一定的脫鹽技術(shù)對(duì)醬油的含鹽量進(jìn)行降低。在實(shí)踐中，可以采用納濾技術(shù)或電滲析技術(shù)等，前者是利用納濾膜對(duì)離子進(jìn)行分離，后者則利用電滲析對(duì)其進(jìn)行分離，后者會(huì)對(duì)氨基氮有一定的影響，比如在鹽分降低10%的情況下，氨基氮會(huì)下降8%左右，依然是值得采用的方法。

3.6新固態(tài)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用

固態(tài)發(fā)酵技術(shù)是指利用固態(tài)基質(zhì)進(jìn)行食品發(fā)酵，是以氣體為連續(xù)的生物反應(yīng)。相對(duì)于液態(tài)發(fā)酵，其具有多方面的優(yōu)勢(shì)。所謂新固態(tài)發(fā)酵技術(shù)，能夠于密閉容器內(nèi)把基質(zhì)進(jìn)行殺菌處理，并引入多種菌種進(jìn)行發(fā)酵，這是傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵技術(shù)的一種進(jìn)步，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多菌種共存，還避免了不良菌種的危害，同時(shí)基于現(xiàn)代化的密封效果，其還具有發(fā)酵效率高、原料利用性高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢(shì)。

4　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)全文分析可以看出，利用生物學(xué)知識(shí)與技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行完善是十分可行的。隨著生物學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，發(fā)酵技術(shù)將會(huì)在更多的領(lǐng)域發(fā)揮作用，給人類造福。

［1］范琳琳，陳啟和.傳統(tǒng)發(fā)酵食品中的微生物及其代謝作用［J］.食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2014，(04)：995-1001.

［2］張國(guó)華，何國(guó)慶.傳統(tǒng)發(fā)酵食品中乳酸菌多樣性及其功能特性［J］.中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2013，(09)：286-296.

［3］劉成國(guó)，易文芝，周輝.高活菌數(shù)復(fù)合益生菌發(fā)酵乳工藝優(yōu)化［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，(13)：174-181.

Application of new technology in fermented food processing

YU Zong-xuan,DONG Yan,YANG Qing-li
(Daqing Branch of Heilongjiang Academy of Sciences,Daqing163000,China)

On the basis of in-depth analysis of faults in traditional fermented food processing,this paper expounded application of the new biological technology in processing offermented foods,including the use of biological engineering technologyon the improvement of the strains;the cold sterilization or ultrafiltration technology in terms of sterilization; accelerating aging and desalination technology in terms of flavor diversity.

Fermentation;Genetic engineering;Cell engineering;Accelerating aging;Desalination

TS205

A

1674-8646（2016）19-0056-02

2016-09-03

于宗玄（1987-），男，學(xué)士，研究實(shí)習(xí)員。