发酵工程在食品工程中的具体应用及前景

邱颖

摘 要：本文首先简单介绍了现代发酵工程所包含的内容和阶段，在第二部分介绍了发酵工程技术在食品添加剂、油脂、功能性产品、单细胞蛋白生产研发中的应用，最后对发酵工程在食品工程中的发展前景进行了展望。

关键词：发酵工程;食品工程;具体应用;前景展望

【中图分类号】TS201 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）02-0219-01

引言：通过发酵使食品中原有的营养成分发生改变并产生独特的风味，是发酵面制食品的秘密所在。利用有益微生物，在一定温、湿度条件下面团发酵醒发，通常酵母菌在面团内部有氧的环境下充分繁殖，将淀粉转化为糖并消耗掉时会释放出二氧化碳气体，促使面团膨胀、体积膨大，经后期烘烤后获得松软而蓬松的制品;无氧时将葡萄糖分解成二氧化碳和酒精而产生出特有风味。因而发酵面制品易咀嚼消化且健脾养胃，特别适合于胃肠功能偏弱的人，并有助于健康长寿。

1 现代发酵工程简介

现代发酵工程是现代发酵技术的集成，与以往的传统发酵技术有很大不同。现代发酵工程引入了生物技术，如对DNA重新组合、将细胞进行融合、改造分子结构等。

在新的生物技术成果的支持下，古老的发酵技术焕发了新的活力，形成了庞大的工程体系，它所包含的工作项目有发掘微生物新品种、选择和培育发酵菌种、稳定细胞数目、设计生物器具、发酵过程的自动化、分离杂质、食品精华提取等。可以说，现代发酵工程是以生物学为基础的，发酵的三个阶段：菌种选择和培育、发酵过程控制、提炼可食用产品都必需遵循着微生物的发展运动规律。发酵工程和食品工程是有着很大交集和密切联系的，随着现代发酵工程的壮大和发展，人们可食用的发酵食品种类将不断增加。

2 现代发酵工程技术在食品研发中的应用

现代发酵工程技术在食品的研发中有着很广泛的应用，现代介绍几种日常生活中常见的由发酵技术所产生的食物。

2.1 食品添加剂

随着生活品质的提升，人们已不满足于填饱肚子，对于食品色香味的要求越来越高，而添加剂则是食品增色添香的得力助手。如何利用发酵技术来改良和生产食品添加剂成为国内外发酵工程研究的热点。在讲究色香味的同时，人们更注重食品的安全性，生物发酵技术造就的食用色素和食用香料对人体的危害程度可降到最小。

2.2 发酵乳制品

乳制品的发酵是以牛乳为主要原料，通过适当的微生物发酵实现对乳产品的加工，使乳产品更加适应人体需求，乳制品的营养和保健功效也因此得以充分发挥。乳制品在未加工时具有较重的气味，口感也相对较差，其保存期短，容易变质，给乳制品的普及造成了一定的困难。而通过微生物发酵后，乳制品实现了易于吸收、口感较佳、便于保存和营养均衡的转变，使其适用性和食用性大幅度提升。酸奶就是常见的微生物发酵食品。与原始的乳制品不同，酸奶中富含益生菌，这些益生菌能够促进肠道循环，增强人体对营养物质的吸收能力，还能抑制有害菌，延长乳制品保质期。酸奶还能调节人体肠道功能，改善肝功能，预防便秘、失眠多梦等问题，从而提升人体免疫力。

2.3 改善面制品的保质期

霉菌的滋生是导致发酵面制品腐败的主要原因，这不仅影响食品的感官特性而带来经济损失，还可能产生对人类健康有影响的有毒次级代谢产物。乳酸菌株在发酵过程中能产生大量的有机酸（乳酸、乙酸和甲酸等），从而使原料快速酸化;乳酸菌作为一种传统的发酵菌株，还能产生多种抑菌代谢产物，如：有机酸，乙醇、过氧化氢、酶类和细菌素等，来抑制其他微生物的生长。这些有机酸和抑菌肽的存在使面团的防腐性能得到提高，能够有效抑制霉菌的滋生，防止霉菌和细菌引起的腐败，同时还可相对减少化学防腐剂的使用量，从而可以达到延长面制品保质期的目的。

2.4 功能性产品开发

在追求高质量生活的今天，人们对功能性食品的需求只增不减。功能性食品不仅能满足人的基本饮食要求還能调节人体器官，对某些疾病有辅助治疗的作用。功能性产品种类很多，我们这里主要说的是真菌类功能性产品，例如药用的乳酸菌素片、酵母菌颗粒等。药用真菌需要实现大规模工业化生产，毕竟天然真菌的获取成本高且效率低下，药用真菌的大规模工业化生产离不开发酵工程技术。

2.5 发酵肉制品

香肠和火腿发酵肉制品是人工控制的发酵食品，其在发酵后往往色彩鲜艳，便于保存，风味独特，受到世界人民的喜爱。在中国南方地区常见的腊肉和香肠就是经微生物发酵后的肉制品。在发酵过程中微生物会产生大量的酶，对肉质中的蛋白质进行分解，提升谷氨酸和其他氨基酸含量，使发酵肉制品具有更高的营养价值。

而在微生物发酵过程中肉制品中的水分被消耗和蒸发，使有害细菌的繁殖受到抑制，可延长肉制品的保质期。发酵肉制品中的蛋白质由于被分解而更容易被人体吸收，而微生物发酵相较于工业处理亚硝酸盐含量较小，对人体产生的危害较小，且能够更好的保存其营养价值。

3 发酵工程的应用前景展望

发酵工程领域方面的相关专业技术，在为国民日常生活的便利提供诸多帮助的同时，自身也将引领生物技术迈向高端化、走向精细化。站在物质文明日益多元、日益丰富的今天，食安中国、食安生活建设是食品发酵工程领域人们关注的焦点，也是最起码的基点。所以说只有大力发展生物技术，获取生物技术发展制高点，才能从根本上解决生物技术问题和商业竞争问题这两点，现代食品工程领域的发酵工程技术才能得到长足的发展，我们国家的食品开发、食品生产才能提高生产效率，提高经济效益和社会效益。

虽然生物工程技术已广泛地影响人们生活的方方面面，已然在食品发酵工程领域迈出了关键的、历史性的一步，但是发酵工程作为生物工程在食品行业中的基础性应用，也应得到进一步的关注、关切。只有这样，发酵工程在食品行业中的资金投入才会越来越多，人才建设才会越来越好，技术发展才会越来越快。

结语：在食品工程方面，发酵工程早已成为不可缺少的一环。现代食品行业中的发酵工程作为新的技术，在工业化生产和商业化推广方面愈走愈宽，愈来愈广。在食品安全问题成为人们普遍关注问题的今天，发酵工程在食品工程中的应用将更加充满挑战性。发酵工程技术作为生物工程技术中的基础运用技术，需要不断更新、不断发展才能为人们未来的生活提供更多便利，才能推动我国食品工程的健康有序发展。

参考文献

[1] 李昌灵，胡玉平，吴镝，等.新建本科院校发酵工程课程的教学质量研究[J].怀化学院学报，2013，32（5）：91-93.

[2] 张楚楚.自然发酵面团细菌菌群结构对馒头挥发性风味物质影响的研究[D].江南大学，2017.