發(fā)酵工程在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用.doc

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1、發(fā)酵工程在食品領(lǐng)域的應(yīng)用摘要：傳統(tǒng)的發(fā)酵工程是以非純種微生物進(jìn)行的自然發(fā)酵，或以純種微生物進(jìn)行的工業(yè)化發(fā)酵?，F(xiàn)代發(fā)酵工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，具有廣闊應(yīng)用前景。本文以下將介紹微生物發(fā)酵在新食品的配料、食品添加劑、功能性食品的開發(fā)等相關(guān)的食品領(lǐng)域中的應(yīng)用以及對發(fā)酵工程在食品領(lǐng)域的應(yīng)用做了展望。關(guān)鍵詞：發(fā)酵工程；食品領(lǐng)域；應(yīng)用發(fā)酵工程在食品領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛。如啤酒是用大麥芽和酒花經(jīng)啤酒酵母發(fā)酵而成。酒類飲料生產(chǎn)中常以谷物或水果味原料經(jīng)不同的微生物（酵母菌、曲霉等）發(fā)酵，加工制成不同的酒。酸奶是在鮮奶里加入了乳酸菌經(jīng)發(fā)酵而成。醋是利用米、

2、麥、高粱等淀粉原料或直接用酒精接入醋酸桿菌發(fā)酵加工而成。醬是利用麥、麩皮、大豆等原料經(jīng)多種微生物（曲霉、酵母菌和細(xì)菌）的協(xié)同作用制成?，F(xiàn)代發(fā)酵工程包括微生物資源開發(fā)利用；微生物菌種的選育、培養(yǎng)；固定化細(xì)胞技術(shù)；生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)；發(fā)酵條件的利用及自動化控制；產(chǎn)品的分離提純等技術(shù)。1、生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品是指傳統(tǒng)食品發(fā)展中一直存在的應(yīng)用發(fā)酵技術(shù)的食品，如料酒、醬油、酒精等。在傳統(tǒng)食品的生產(chǎn)中，發(fā)酵技術(shù)是生產(chǎn)過程中的核心部分。發(fā)酵技術(shù)的是否成熟，時(shí)刻關(guān)系到產(chǎn)品的好壞[1]。1.1酒類釀造酒類主要是釀造酒和蒸餾酒。原料經(jīng)發(fā)酵后，不需再蒸餾

3、而可直接飲用的酒稱為釀造酒，如啤酒、葡萄酒、黃酒、日本清酒、果酒等。將發(fā)酵液或酒釀經(jīng)過蒸餾得到蒸餾酒，如白酒、白蘭地、威士忌、朗姆、伏特加等。傳統(tǒng)的發(fā)酵方法在時(shí)間上較長，無法有效地滿足啤酒廠家在現(xiàn)階段啤酒生產(chǎn)的實(shí)際需求。但利用固定化酵母的連續(xù)發(fā)酵工藝，可有效地減少啤酒所需要發(fā)酵的實(shí)際時(shí)間。1.2調(diào)味品生產(chǎn)運(yùn)用發(fā)酵工藝可以生產(chǎn)醬油、醬品、豆腐乳、豆豉、醋等調(diào)味品[2]?，F(xiàn)階段，發(fā)酵工藝也有很大提高，發(fā)酵工程在我國的醬油、醬類、豆腐乳等傳統(tǒng)的制造行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。發(fā)酵工程最大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可有效地縮短發(fā)酵的周期，大大地提升原料的利用率，并在一定

4、程度上提高相關(guān)產(chǎn)品的品質(zhì)[3]。2、食品添加劑的生產(chǎn)發(fā)酵工程在食品的發(fā)酵過程中能生產(chǎn)出天然色素和天然香味型劑，這些天然色素和天然香味型劑可以取代人工合成色素與味精，是未來食品添加劑發(fā)展的方向?，F(xiàn)在市面上常見的各種食用色素以及香料等都是通過發(fā)酵工程技術(shù)而生產(chǎn)的食品添加劑[4]。江蘇化工學(xué)院全易等[5]自制得選擇性優(yōu)良且價(jià)廉的糖化酶和異淀粉酶,生產(chǎn)出低甜度、低熱量、高粘度、不被微生物發(fā)酵的甜味麥芽糖醇。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

5、藥性[6]。3、功能性食品的開發(fā)我們不僅需要將藥用的天然真菌直接作用至功能性食品的開發(fā)上，而且還需要批量的生產(chǎn)此類食品，但是這種真菌的培養(yǎng)是非常困難的，因此如果通過發(fā)酵工程技術(shù)就能有效地解決此類問題[7]。3.1大型真菌的開發(fā)功能性食品的有效成分主要來自名貴中藥材如靈芝、冬蟲夏草、茯苓、香菇、蜜環(huán)菌等藥用真菌，原因在于這些真核微生物含調(diào)節(jié)機(jī)體免疫機(jī)能、抗癌或抗腫瘤、防衰老的有效成分。功能性食品的主要原料來源一方面是直接取自天然源的藥用真菌，用于功能性食品的開發(fā)；另一方面是通過發(fā)酵途徑實(shí)行工業(yè)化生產(chǎn)，從中提取我們所需要的藥用真菌[4]。比如膳

6、食纖維利用巴氏醋酸菌、木醋桿菌等微生物發(fā)酵法生產(chǎn)的細(xì)菌纖維素具有很好的持水性、粘稠性、穩(wěn)定性及生物可降解性，是良好的功能食品素材[8]。3.2L-肉堿的制備L-肉堿營養(yǎng)補(bǔ)充劑，能促進(jìn)脂肪酸的運(yùn)輸和氧化，可以應(yīng)用在運(yùn)動員食品中，以提高其耗氧量和氧化代謝能力，從而增強(qiáng)機(jī)體耐受力，同時(shí)可用在特殊群體中如嬰幼兒食品、老年食品和減肥健美食品中。在1996年，瑞士在捷克的工廠[9]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。3.3類胡蘿卜素類胡蘿卜素主要包括番茄紅素、β-胡蘿卜素及蝦青素等，由

7、于它們都具有保健功效（抗氧化性能、抗腫瘤、增強(qiáng)免疫力等），得到了人們的廣泛關(guān)注[10]。其中，蝦青素可以由紅發(fā)夫酵母、藻類、細(xì)菌等微生物發(fā)酵后獲得。此外，類胡蘿卜素也可利用三孢布拉霉和紅酵母等發(fā)酵后獲得[11]。4、發(fā)酵工程與農(nóng)產(chǎn)品加工4.1甜高粱莖稈液態(tài)發(fā)酵高密度液態(tài)發(fā)酵有利于提高從甜高梁莖稈汁液中獲取燃料乙醇的收益。甜高梁莖稈汁液高密度發(fā)酵工業(yè)化生產(chǎn)往往采用固定化酵母發(fā)酵工藝，固定化技術(shù)應(yīng)用于酒精發(fā)酵的機(jī)理是利用活細(xì)胞或酶的高度密集，從而比普通游離狀態(tài)的細(xì)胞成倍地增長，加快反應(yīng)速度、縮短反應(yīng)周期和提高工作效率。劉榮厚[12]等研究了在搖

8、床和流化床反應(yīng)器上進(jìn)行固定化酵母汁液酒精發(fā)酵，取得了很好的效果，為燃料乙醇的發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)。4.2南瓜乳發(fā)酵飲料南瓜乳發(fā)酵飲料是以南瓜汁、脫脂乳為主要原料，配以糖尿病患者專用