發(fā)酵工程在食品領(lǐng)域的應(yīng)用

蓋偉東

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，發(fā)酵這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)取得了十分顯著的成效在食品領(lǐng)域中占有極其重要的地位。發(fā)酵工程對食品營養(yǎng)與健康的發(fā)揮著非常重要的作用。基于此，本文對發(fā)酵工程在食品領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了簡要的分析，僅供參考。

發(fā)酵工程的定義

發(fā)酵工程是指通過生物（主要是微生物）的某些特定功能，結(jié)合現(xiàn)代工程技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)并制造出產(chǎn)品的一項(xiàng)技術(shù)。發(fā)酵工程的內(nèi)容包括菌種的選育、培養(yǎng)基的配置、滅菌、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵工程和產(chǎn)品的分離提純等方面。發(fā)酵工程的應(yīng)用主要在醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、能源工程、環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，其中在食品工業(yè)的應(yīng)用主要有三大類產(chǎn)品，一是生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品，如奶酪、啤酒、醬油、食醋等；二是生產(chǎn)食品添加劑，改善食品的品質(zhì)及色、香、味；三是幫助人們解決糧食問題。

發(fā)酵工程在食品領(lǐng)域的應(yīng)用

低聚糖。低聚糖又稱寡糖，是2個或3個以上單糖組成的糖，被廣泛用于功能食品中。在食品工業(yè)中，主要利用酶水解法或酶轉(zhuǎn)換法來生產(chǎn)低聚糖。徐艷冰采用基因工程手段克隆黑曲霉的內(nèi)切菊粉酶基因，使其在畢赤酵母中高效表達(dá)，內(nèi)切菊粉酶工程菌株在3L發(fā)酵罐中，初始誘導(dǎo)菌濃OD600nm為180，誘導(dǎo)溫度28℃，pH值5，溶氧維持在20%左右，誘導(dǎo)表達(dá)120h，酶活為858U/mL。該重組內(nèi)切菊粉酶制備低聚果糖的最佳反應(yīng)條件為溫度60℃，pH值6，底物用量400g/L和酶用量40U/g菊粉；此條件下重組內(nèi)切菊粉酶水解菊粉4h時，低聚果糖產(chǎn)量最高，為365.1g/L。

L-肉堿。M- L-肉堿是營養(yǎng)補(bǔ)充劑，合成方法有直接提取法、化學(xué)合成法、酶轉(zhuǎn)化及微生物發(fā)酵，國內(nèi)主要采用化學(xué)合成，但此法污染環(huán)境，并浪費(fèi)D-肉堿，而生物轉(zhuǎn)化法既不污染也不浪費(fèi)，因此用生物轉(zhuǎn)化法合成L-肉堿成為如今的研究熱點(diǎn)。早在1996年，瑞士在捷克的工廠就利用γ-丁基甜菜堿為底物轉(zhuǎn)化生成L-肉堿，在假單胞菌、農(nóng)桿菌等微生物中含有γ-丁基甜菜堿轉(zhuǎn)化酶的菌株。用具有較高酶活力的γ-丁基甜菜堿轉(zhuǎn)化酶微生物菌株在發(fā)酵罐中培養(yǎng)，當(dāng)加入前體γ-丁基甜菜堿繼續(xù)發(fā)酵時，產(chǎn)肉堿量可以達(dá)到60g/L，轉(zhuǎn)化率在90%以上。

食品防腐劑。枯草芽孢桿菌是一種非致病型細(xì)菌，在生產(chǎn)代謝過程中產(chǎn)生的抗菌肽，可抑制食品中真菌、細(xì)菌、酵母菌的生長，且無毒、無殘留、抑菌效果顯著、無耐藥性。規(guī)模化培養(yǎng)枯草芽孢桿菌是食品領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，枯草芽孢桿菌采用高密度發(fā)酵、補(bǔ)料的方式擴(kuò)大培養(yǎng)。目前，補(bǔ)料策略包括分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵、補(bǔ)料分批發(fā)酵3種。

發(fā)酵法生產(chǎn)新型食品。

（1）紅薯飲料：甘薯作為我國主要農(nóng)作物，具有較高的營養(yǎng)價值，高附加值的甘薯食品已成為當(dāng)今市場研究的熱點(diǎn)。以甘薯為主要原料，通過優(yōu)化發(fā)酵液制備條件，利用乳酸菌和啤酒酵母發(fā)酵固定化發(fā)酵特點(diǎn)，可制備一種具有較高營養(yǎng)價值和純正風(fēng)味的發(fā)酵飲料。在甘薯發(fā)酵飲料制備過程中，通過進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)酵液制備條件，將甘薯通過切片、熱燙、打漿、蒸煮、酶解、過濾以及調(diào)配等工藝過程。甘薯切片以后在95℃下熱燙5min，從而實(shí)現(xiàn)最佳的護(hù)色效果，同時能夠使薯漿更加的細(xì)膩均勻；95℃下糊化30min，薯漿當(dāng)中的淀粉可以充分的糊化，并防止蒸煮味的產(chǎn)生；飲料的料水配比為1：6時，飲料具有最佳的色澤、香味以及口感。

（2）獼猴桃果醋及其果醋飲料的研究：以成熟獼猴桃為主要原料，通過酒精發(fā)酵以及醋酸發(fā)酵進(jìn)行獼猴桃果醋生產(chǎn)。通過對比試驗(yàn)確定酒母配比（果酒酵母與酒精酵母比2∶1）以及適宜的發(fā)酵條件（酒精發(fā)酵25℃、48h，醋酸發(fā)酵34℃、16d）與澄清的具體方法，最終將果醋調(diào)配成果醋飲料。

綜上所述，現(xiàn)代食品工業(yè)發(fā)展迅速，充分顯示出發(fā)酵工程具有很強(qiáng)的生命力。因此我們要加強(qiáng)現(xiàn)代發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用，增加食品的性能和附加值，生產(chǎn)出更多種類的食品，使現(xiàn)代發(fā)酵工程和食品工業(yè)得以穩(wěn)定發(fā)展。