現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)在食品工業(yè)中的應用分析

李博

摘要：通過發(fā)酵工程技術(shù)的合理應用，對現(xiàn)有的食品工藝進行改良，可為人們提供種類繁多、營養(yǎng)豐富的食品，滿足人們對食品的需求。傳統(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)存在一些不足之處，通過現(xiàn)代化技術(shù)的合理應用，可以促進發(fā)酵工程技術(shù)的進一步發(fā)展，成為一種新興的發(fā)酵技術(shù)，更好的滿足現(xiàn)代食品生產(chǎn)工藝改良要求。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵工程技術(shù);食品領(lǐng)域;應用;分析

1 微生物發(fā)酵工程的原理

發(fā)酵工程分為菌種、發(fā)酵和提煉等三個階段。發(fā)酵工程原理均必須建立在發(fā)酵工程的生物學原理的基礎(chǔ)上，生物學原理是發(fā)現(xiàn)發(fā)酵工程最基本的原理。發(fā)酵原理的核心內(nèi)容是微生物復雜系統(tǒng)運行的自然規(guī)律（即微生物生命活動的三個基本假說）[1]。細胞經(jīng)濟假說（生命活動的法則，控制）揭示細胞經(jīng)濟的運行原理，它們體現(xiàn)了細胞代謝活動的自主性。以面包制作過程中的發(fā)酵過程為例談?wù)劙l(fā)酵原理。面包在制作的過程中首先需要面團的發(fā)酵，促進面團體積的膨脹。面團發(fā)酵的過程是一系列物理、化學變化的過程，發(fā)酵所產(chǎn)生的氣體均勻分布在面團中;在各種生物酶的作用下，面團中的雙糖和多糖轉(zhuǎn)化成糖，在適宜的溫度 、水分、pH值以及必要的礦物元素環(huán)境下，酵母直接利用單糖進行新陳代謝，酵母發(fā)酵的過程伴隨產(chǎn)生的各種復雜化學芳香物質(zhì)。

2 現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)在食品領(lǐng)域中的應用

2.1 食品添加劑

在社會經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，人們對于食品的要求已經(jīng)不滿足于吃飽，對于食品的味道、外觀、功能要求不斷升高，這就出現(xiàn)了食品添加劑。通過添加劑的合理使用，可以大幅度增加食品的色香味，吸引更多的購買者。化學合成的食品添加劑可能會影響到人們的生命健康，為此出現(xiàn)了發(fā)酵技術(shù)制造的食品添加劑，既可以滿足食品的調(diào)味需求，還可以保證食品的使用安全，已經(jīng)成為現(xiàn)階段的熱點話題。通過生物發(fā)酵技術(shù)可以制造出需要的添加劑，例如使用色素、香料等等，降低添加劑對人體的傷害，保證食品安全[2]。

2.2 開發(fā)功能性食品

所謂功能性食品是指在某些食品中含有某些有效成分，它們具有對人體生理作用產(chǎn)生功能性影響及調(diào)節(jié)之功效，實現(xiàn)“醫(yī)食同源”，使人們的膳食具有良好的營養(yǎng)性、保健性和治療性，從而達到健康及延年益壽的目的。因此，這類功能性食品在保健食品產(chǎn)業(yè)中形成一個新的主流，也是它發(fā)展的必然趨勢。

2.2.1 大型真菌的開發(fā)

功能性的有效成分主要來自那些名貴中藥材如靈芝、冬蟲夏草、茯苓、香菇、蜜環(huán)菌等藥用真菌，因為這些真核微生物含調(diào)節(jié)機體免疫機能、抗癌或抗腫瘤、防衰老的有效成分，這是發(fā)展功能性食品的一個最主要原料來源。一方面直接取自天然源的藥用真菌，用于功能性食品的開發(fā);另一方面通過發(fā)酵途徑實行工業(yè)化生產(chǎn)，大量索取[3]。

2.2.2 γ-亞麻酸的制備

γ-亞麻酸是人體必需的一種不飽和脂肪酸，對人體許多組織特別是腦組織的生長發(fā)育至關(guān)重要。γ-亞麻酸具有明顯的降血壓、降低血清甘油三脂和膽固醇水平的功效。目前以月見草為一亞麻酸的主要來源，但是月見草種子的產(chǎn)量和含油量很不穩(wěn)定，受氣候、產(chǎn)地等條件影響較大，生產(chǎn)周期較長，精煉成本高，不能滿足市場日益增長的需要。而利用經(jīng)篩選高含油的魯氏毛霉、少根根霉等蓄積油脂較高的菌株為發(fā)酵劑，以豆粕、玉米粉、麩皮等作培養(yǎng)基，經(jīng)液體深層發(fā)酵法制備γ-亞麻酸，發(fā)酵溫度為30℃，時間為2d，干燥菌體中油脂含量25%-35%，其中γ-亞麻酸含量為12%-15%，與植物源相比具有產(chǎn)量穩(wěn)定、周期短、成本低、工藝簡單等優(yōu)越性。

2.2.3 微生態(tài)制劑的制備

許多微生物菌體本身可作為保健食品的功能性配料或添加劑，例如乳酸菌（乳桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬、雙歧桿菌屬和片球菌屬等）和醋酸菌等，其中雙歧桿菌作為微生態(tài)調(diào)節(jié)劑在保健食品中的應用最為廣泛，主要的生理功能是抑制和殺死腸道病原菌，從而改善腸道的微生態(tài)環(huán)境;阻斷腸道內(nèi)致癌物質(zhì)的生成，產(chǎn)生具有抗腫瘤特性的胞外多糖，能分泌雙歧桿菌素和類溶菌物質(zhì)，提高巨噬細胞的吞噬能力，增強機體免疫力和抗病能力，在腸道內(nèi)自然合成多種維生素[4]。雙歧型微生態(tài)制劑一般選用嬰兒雙歧桿菌，制備工藝為將取用的雙歧桿菌純培養(yǎng)物進行反復接種培養(yǎng)以恢復其活力，將活化后的菌種接種到以脫脂乳為主的菌種繼代培養(yǎng)基中，依次進行三角瓶和種子罐培養(yǎng)，利用冷凍干燥機進行冷凍干燥即制成雙歧桿菌微生態(tài)制劑。

2.3 改造傳統(tǒng)的食品加工技術(shù)

利用現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)改造傳統(tǒng)發(fā)酵食品最典型的是使用雙酶法糖化工藝取代傳統(tǒng)的酸法水解工藝，用于味精生產(chǎn)。可提高原料利用率10%左右。在啤酒生產(chǎn)中，國外采用固定化酵母的連續(xù)發(fā)酵工藝進行啤酒釀造，可將啤酒的發(fā)酵時間縮短至1d，甚至更短。我國對傳統(tǒng)釀造制品，如黃酒、醬類、豆腐乳等利用優(yōu)選的菌種發(fā)酵.提高了原料的利用率，縮短了發(fā)酵周期，改良了風味品質(zhì)。此外，利用發(fā)酵工程生產(chǎn)天然色素、天然新型香味劑等食品添加劑，逐步取代人工合成的色素和香精，這也是當前食品添加劑研究的方向。如甜味劑中的木糖醇、甘露糖醇、阿拉伯糖醇、甜味多肽等;酸味劑中的蘋果酸、琥珀酸等;氨基酸中各種必需氨基酸;增稠劑中的黃原膠、普魚蘭、茁霉多糖、熱凝性多糖等;風味劑中的多種核苷酸、琥珀酸鈉、香茅醇、雙乙酰;芳香劑中的脂肪酸酯、異丁醇等;色素中的類胡蘿卜素、紅曲色素、蝦青素、番茄紅素等;維生素中的維生素C、維生素B12、核黃素、肉堿;生物活性添加劑中的各種保鍵活菌、活性多肽等;防腐劑中的乳鏈菌肽、殺菌肽、瓜蟾抗菌肽、防御素等。

3 發(fā)酵工程的應用前景展望

展望未來，食品工業(yè)將成為現(xiàn)代生物技術(shù)應用最廣闊、最活躍、最富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。現(xiàn)代食品工業(yè)的蓬勃發(fā)展，已顯示出發(fā)酵工程技術(shù)的巨大生命力，要充分利用世界生物技術(shù)迅猛發(fā)展的契機，重視發(fā)酵工程技術(shù)的研究，促進我國食品工業(yè)的改革，實現(xiàn)我國食品工業(yè)健康有序的發(fā)展。人造肉或解決食品危機在未來食品微生物發(fā)酵有很大的發(fā)展空間。微生物制造是有發(fā)展的特點和投資的熱點，發(fā)展方向比較廣，食品微生物發(fā)酵與人民的吃穿息息相關(guān)，同時與國家的節(jié)能減排大政方針密切聯(lián)系，與國家的循環(huán)經(jīng)濟是分不開的。發(fā)酵技術(shù)隨著 時代的發(fā)展而不斷向前發(fā)展，從傳統(tǒng)的發(fā)酵 工業(yè)到現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)，再到微生物工程，它 不僅成為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要支柱，而且和 基因工程技術(shù)的結(jié)合使它如虎添翼。

4 結(jié)語

如今，食品工業(yè)和食品安全的發(fā)展成為社會關(guān)注的焦點。現(xiàn)在，生物工程技術(shù)在社會上已經(jīng)邁出了歷史性的一步，作為生物工程的基礎(chǔ)，發(fā)酵工程在內(nèi)部發(fā)揮了相當大的作用，在人們的生活中得到了廣泛的應用。因此，21世紀的先進科技在如何有效提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的同時，如何保障人們的健康作為相關(guān)技術(shù)人員的思考。只有解決這個問題，才能促進我國食品工業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)有序的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從而提高國民經(jīng)濟水平，保障社會流動性。

參考文獻：

[1].“現(xiàn)代發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應用”專題征稿[J].食品安全質(zhì)量檢測學報，2015，6（04）：1218.

[2]姚繼承. 現(xiàn)代生物技術(shù)在食品添加劑及配料產(chǎn)業(yè)中的應用 [C]//中國食品添加劑生產(chǎn)應用工業(yè)協(xié)會， 第十一屆中國國際食品添加劑和配料展覽會學術(shù)論文集，中國食品 添加劑生產(chǎn)應用工業(yè)協(xié)會.2008：15.

[3]曾峰， 趙坤， 韓偉偉， 等， 劉斌.食品生物技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物綜合利用中的應用[J].食品科學，2011（S1）：29-32. ？

[4]呂曉華.現(xiàn)代生物技術(shù)在營養(yǎng)與食品科學中的應用[C] //四川省營養(yǎng)學會，四川省營養(yǎng)學會2002年學術(shù)會議專題報告及論文摘要匯編， 四川省營養(yǎng)學會，2009：18.