现代发酵工程技术在食品工业中的应用分析

李博

摘要：通过发酵工程技术的合理应用，对现有的食品工艺进行改良，可为人们提供种类繁多、营养丰富的食品，满足人们对食品的需求。传统的发酵技术存在一些不足之处，通过现代化技术的合理应用，可以促进发酵工程技术的进一步发展，成为一种新兴的发酵技术，更好的满足现代食品生产工艺改良要求。

关键词：发酵工程技术;食品领域;应用;分析

1 微生物发酵工程的原理

发酵工程分为菌种、发酵和提炼等三个阶段。发酵工程原理均必须建立在发酵工程的生物学原理的基础上，生物学原理是发现发酵工程最基本的原理。发酵原理的核心内容是微生物复杂系统运行的自然规律（即微生物生命活动的三个基本假说）[1]。细胞经济假说（生命活动的法则，控制）揭示细胞经济的运行原理，它们体现了细胞代谢活动的自主性。以面包制作过程中的发酵过程为例谈谈发酵原理。面包在制作的过程中首先需要面团的发酵，促进面团体积的膨胀。面团发酵的过程是一系列物理、化学变化的过程，发酵所产生的气体均匀分布在面团中;在各种生物酶的作用下，面团中的双糖和多糖转化成糖，在适宜的温度 、水分、pH值以及必要的矿物元素环境下，酵母直接利用单糖进行新陈代谢，酵母发酵的过程伴随产生的各种复杂化学芳香物质。

2 现代发酵工程技术在食品领域中的应用

2.1 食品添加剂

在社会经济飞速发展的今天，人们对于食品的要求已经不满足于吃饱，对于食品的味道、外观、功能要求不断升高，这就出现了食品添加剂。通过添加剂的合理使用，可以大幅度增加食品的色香味，吸引更多的购买者。化学合成的食品添加剂可能会影响到人们的生命健康，为此出现了发酵技术制造的食品添加剂，既可以满足食品的调味需求，还可以保证食品的使用安全，已经成为现阶段的热点话题。通过生物发酵技术可以制造出需要的添加剂，例如使用色素、香料等等，降低添加剂对人体的伤害，保证食品安全[2]。

2.2 开发功能性食品

所谓功能性食品是指在某些食品中含有某些有效成分，它们具有对人体生理作用产生功能性影响及调节之功效，实现“医食同源”，使人们的膳食具有良好的营养性、保健性和治疗性，从而达到健康及延年益寿的目的。因此，这类功能性食品在保健食品产业中形成一个新的主流，也是它发展的必然趋势。

2.2.1 大型真菌的开发

功能性的有效成分主要来自那些名贵中药材如灵芝、冬虫夏草、茯苓、香菇、蜜环菌等药用真菌，因为这些真核微生物含调节机体免疫机能、抗癌或抗肿瘤、防衰老的有效成分，这是发展功能性食品的一个最主要原料来源。一方面直接取自天然源的药用真菌，用于功能性食品的开发;另一方面通过发酵途径实行工业化生产，大量索取[3]。

2.2.2 γ-亚麻酸的制备

γ-亚麻酸是人体必需的一种不饱和脂肪酸，对人体许多组织特别是脑组织的生长发育至关重要。γ-亚麻酸具有明显的降血压、降低血清甘油三脂和胆固醇水平的功效。目前以月见草为一亚麻酸的主要来源，但是月见草种子的产量和含油量很不稳定，受气候、产地等条件影响较大，生产周期较长，精炼成本高，不能满足市场日益增长的需要。而利用经筛选高含油的鲁氏毛霉、少根根霉等蓄积油脂较高的菌株为发酵剂，以豆粕、玉米粉、麸皮等作培养基，经液体深层发酵法制备γ-亚麻酸，发酵温度为30℃，时间为2d，干燥菌体中油脂含量25%-35%，其中γ-亚麻酸含量为12%-15%，与植物源相比具有产量稳定、周期短、成本低、工艺简单等优越性。

2.2.3 微生态制剂的制备

许多微生物菌体本身可作为保健食品的功能性配料或添加剂，例如乳酸菌（乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、双歧杆菌属和片球菌属等）和醋酸菌等，其中双歧杆菌作为微生态调节剂在保健食品中的应用最为广泛，主要的生理功能是抑制和杀死肠道病原菌，从而改善肠道的微生态环境;阻断肠道内致癌物质的生成，产生具有抗肿瘤特性的胞外多糖，能分泌双歧杆菌素和类溶菌物质，提高巨噬细胞的吞噬能力，增强机体免疫力和抗病能力，在肠道内自然合成多种维生素[4]。双歧型微生态制剂一般选用婴儿双歧杆菌，制备工艺为将取用的双歧杆菌纯培养物进行反复接种培养以恢复其活力，将活化后的菌种接种到以脱脂乳为主的菌种继代培养基中，依次进行三角瓶和种子罐培养，利用冷冻干燥机进行冷冻干燥即制成双歧杆菌微生态制剂。

2.3 改造传统的食品加工技术

利用现代发酵技术改造传统发酵食品最典型的是使用双酶法糖化工艺取代传统的酸法水解工艺，用于味精生产。可提高原料利用率10%左右。在啤酒生产中，国外采用固定化酵母的连续发酵工艺进行啤酒酿造，可将啤酒的发酵时间缩短至1d，甚至更短。我国对传统酿造制品，如黄酒、酱类、豆腐乳等利用优选的菌种发酵.提高了原料的利用率，缩短了发酵周期，改良了风味品质。此外，利用发酵工程生产天然色素、天然新型香味剂等食品添加剂，逐步取代人工合成的色素和香精，这也是当前食品添加剂研究的方向。如甜味剂中的木糖醇、甘露糖醇、阿拉伯糖醇、甜味多肽等;酸味剂中的苹果酸、琥珀酸等;氨基酸中各种必需氨基酸;增稠剂中的黄原胶、普鱼兰、茁霉多糖、热凝性多糖等;风味剂中的多种核苷酸、琥珀酸钠、香茅醇、双乙酰;芳香剂中的脂肪酸酯、异丁醇等;色素中的类胡萝卜素、红曲色素、虾青素、番茄红素等;维生素中的维生素C、维生素B12、核黄素、肉碱;生物活性添加剂中的各种保键活菌、活性多肽等;防腐剂中的乳链菌肽、杀菌肽、瓜蟾抗菌肽、防御素等。

3 发酵工程的应用前景展望

展望未来，食品工业将成为现代生物技术应用最广阔、最活跃、最富有挑战性的领域。现代食品工业的蓬勃发展，已显示出发酵工程技术的巨大生命力，要充分利用世界生物技术迅猛发展的契机，重视发酵工程技术的研究，促进我国食品工业的改革，实现我国食品工业健康有序的发展。人造肉或解决食品危机在未来食品微生物发酵有很大的发展空间。微生物制造是有发展的特点和投资的热点，发展方向比较广，食品微生物发酵与人民的吃穿息息相关，同时与国家的节能减排大政方针密切联系，与国家的循环经济是分不开的。发酵技术随着 时代的发展而不断向前发展，从传统的发酵 工业到现代发酵工业，再到微生物工程，它 不仅成为生物技术产业的重要支柱，而且和 基因工程技术的结合使它如虎添翼。

4 结语

如今，食品工业和食品安全的发展成为社会关注的焦点。现在，生物工程技术在社会上已经迈出了历史性的一步，作为生物工程的基础，发酵工程在内部发挥了相当大的作用，在人们的生活中得到了广泛的应用。因此，21世纪的先进科技在如何有效提高生产效率和经济效益的同时，如何保障人们的健康作为相关技术人员的思考。只有解决这个问题，才能促进我国食品工业的发展，实现有序的產业发展，从而提高国民经济水平，保障社会流动性。

参考文献：

[1].“现代发酵工程在食品工业中的应用”专题征稿[J].食品安全质量检测学报，2015，6（04）：1218.

[2]姚继承. 现代生物技术在食品添加剂及配料产业中的应用 [C]//中国食品添加剂生产应用工业协会， 第十一届中国国际食品添加剂和配料展览会学术论文集，中国食品 添加剂生产应用工业协会.2008：15.

[3]曾峰， 赵坤， 韩伟伟， 等， 刘斌.食品生物技术在农产品副产物综合利用中的应用[J].食品科学，2011（S1）：29-32. ？

[4]吕晓华.现代生物技术在营养与食品科学中的应用[C] //四川省营养学会，四川省营养学会2002年学术会议专题报告及论文摘要汇编， 四川省营养学会，2009：18.