• 《食品安全導刊》刊號:CN11-5478/R 國際:ISSN1674-0270

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    發酵工程技術在食品開發中的應用分析

    2021-08-09 14:32:57 來源: 食品安全導刊

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    陳洪明
    (廣西交通職業技術學院,廣西南寧 530216)
    摘 要:發酵工程技術是生物技術的關鍵分支,深入研究其在食品中的應用可確保我國食品工業生產穩定進行,具有較高的經濟價值、發展價值及實踐價值。本文針對發酵工程技術在食品開發中的應用進行闡述,分析發酵工程的含義、發酵形式及其應用,結合現行發酵技術對其發展前景進行預測分析。
    關鍵詞:發酵工程;食品開發;生物發酵

    發酵工程是現代生物工程的重要組成部分,可利用微生物手段生產符合人類生活所需的產品。在食品生產加工中,發酵技術發揮著不可替代的作用,歷經多次更新,有效推動了人類飲食的多樣化發展。在社會高度發展的背景下,人們對食品的需求日漸高漲,深入研究發酵技術既可以確保人們飲食安全,又可以推動食品生產企業的穩定發展。隨著發酵技術的日漸普及,食品生產實現質的突破,二者相互促進,為發酵技術帶來極為廣闊的發展前景,關注發酵技術是促進我國食品工業可持續發展的必要前提。
    1 發酵工程概述
    發酵工程是對發酵技術的統稱,是發酵技術的集成化表現形式。相比于傳統發酵技術,應用生物技術的發酵工程為食品生產帶來了新的機遇。在生物技術有力支持下,傳統發酵技術朝向科技化方向發展,并形成系統化的發酵工程[1]。
    發酵工程是采用現代工程技術手段,利用微生物的特定功能,為人類生產有用的產品,或直接將微生物應用于工業生產過程的一種新技術。發酵工程包括菌種選育、培養基配制、滅菌、擴大培養和接種、發酵過程及產品分離提純等環節。發酵工程與食品生產密切相關,隨著食品工業的發展,發酵食品種類及數量隨之增加。
    2 發酵工程技術在食品生產中的作用
    2.1 生物發酵
    生物發酵技術主要是從植物中直接提取出相關的食品添加劑,相比于生物發酵,化學合成生產食品添加劑的方式成本較低,但合成率較差,周期較長,不利于食品添加劑產業化生產,同時化學制品對人類身體有一定損害,不適合長期食用,否則易導致癌癥等病癥。因此,選用發酵技術已成為食品工業發展的必然趨勢。例如,發酵技術可生產氨基酸,在基因和細胞工程的輔助下,利用發酵技術生產氨基酸可在確保人們身體健康的同時,降低生產成本,提高食品生產產量[2]。選擇維生素的過程中,可利用酵母等微生物進行發酵處理,運用黃桿菌進行培育,菌種培育過后進行分離精制操作。發酵技術在防腐領域應用最為廣泛,大多食品防腐都需要發酵技術的支持。近年來,我國加大了對防腐劑的研究,得出了多種相關聯的細菌素,這些細菌素具有明顯的抑制作用,可殺死相關的霉菌等。
    2.2 改良傳統發酵食品
    在傳統發酵食品生產工藝中應用發酵技術,可有效提高食品生產質量。例如,可借助發酵技術的優勢使用吸附-包埋法處理微生物細胞,該技術廣泛應用于我國啤酒市場。發酵技術可在很大程度上縮短啤酒發酵周期,降低內耗,節省儲存成本與生產成本。與此同時,還可提升設備利用率,有利于啤酒企業的可持續發展。此外,一些國家已經開始應用曲霉制造醬油,相比于傳統醬油制法,運用曲霉改造可提高醬油蛋白質含量。曲霉改造醬油為我國調料領域發展帶來新的機遇,不僅可改良調料口味,還可以增強調料營養機制[3]。應用發酵技術固定化醋酸菌制作食醋可有效提高醋化能力,提高醋化效果,相比于傳統食醋,結合發酵技術后其醋化效果可提升10倍以上。
    3 發酵工程技術在食品研發中的應用
    3.1 改良傳統食品加工技術
    傳統食品加工過程中,原材料浪費現象十分嚴重,不利于食品工廠的可持續發展。在發酵技術的幫助下,可有效改良傳統食品制造工藝,提高原材料利用率,減少材料浪費,提高企業經濟收益。比如,酸水解技術是傳統食品生產中十分常見的工藝,在借助發酵技術改良后,可開發出雙酶糖化發酵技術,可有效提高食品生產效率,為食品配料市場長足發展奠定了堅實的基礎。
    3.2 食品添加劑的應用
    在社會高度發展下,發酵技術被應用于眾多領域,生物技術在食品中的作用愈加重要。利用發酵技術制造食品添加劑已然成為必然趨勢,如生活中常見的香料、食品色素等都屬于添加劑。目前,如何利用發酵技術改良及生產食品添加劑成為國內外發酵工程研究的熱點。發酵技術在食品添加劑中的應用主要分為穩定劑、乳化劑、改良劑等制品。近年來,食品添加色素安全問題是人們關注的熱點話題,傳統添加劑多經過化學處理,對人體有一定損害[4]。在微生物發酵技術的幫助下,可改良傳統化學色素制法,生產出低成本、高安全、高質量的色素制品。
    3.3 農產品加工的應用
    幾十年前,受到生活水平的限制,農產品種植收益較低,且農產品領域社會收益較差。一方面是因為政府不重視,另一方面因為農產品加工多借助經驗,缺乏科學的加工手段。為提高農產品收益,我國大量家庭以自身種植基地為實驗場地,積累發酵處理技術經驗,研發出多種發酵產品。但是,發酵技術在農產品加工中應用難度非常大,不僅要分析植物生長特性,還應分析市場需求及考慮成本。從目前發展現狀看,在農產品加工中應用發酵技術尚處發展階段。
    3.4 研發功能性食品
    隨著生活水平的不斷提高,人們溫飽問題得到有效解決,人們逐漸注重膳食營養。在此背景下,功能性食品應運而生。在發酵工程技術的幫助下,我國已成功研發多種功能性食品,運用藥用天然細菌,借助發酵工程技術,實現功能性食品的產業化生產。在培養藥用真菌過程中,發酵工程技術具有極強的輔助作用。
    3.5 微生物油脂生產
    人們日常生活中常食用的油脂類產品大都為油類制品,如豆油、花生油、芝麻油等。常規油脂制品含有飽和脂肪酸,不利于人們身體健康。在油類制品生產中應用微生物發酵技術,可制成富含不飽和脂肪酸的油類制品,可有效避免多種疾病。
    3.6 開發新糖源的應用
    利用微生物發酵技術可生產出甜度高、熱量低的健康食品,可滿足肥胖人群飲食需求。由于患有肝腎病、糖尿病的患者不能直接攝食糖分高的食品,通過微生物發酵技術制備的甜味制品可有效解決此類病患的飲食需求。例如,淀粉經酶解成葡萄糖后,經過嗜高滲酵母發酵之后進行濃縮、結晶、分離、抽離以及干燥可以制得赤蘚糖醇;利用酵母發酵可將木糖制成木糖醇。
    3.7 協助生產單細胞蛋白
    微生物含有豐富的蛋白質,所以可將微生物作為蛋白質資源,可有效緩解蛋白質資源緊缺的問題。蛋白質可以分為植物蛋白質、動物蛋白質和微生物蛋白質,微生物蛋白質又被稱為單細胞蛋白質。微生物產生的蛋白質可以直接為人類食用,或者可當作家禽飼料。由于微生物蛋白質易于存儲,且符合大眾口味,所以可取代部分蛋白質制品[5]。
    3.8 乳酸菌及發酵產品
    乳酸菌常見于奶類制品,一般是經過葡萄糖、乳糖等原料發酵后產生。攝入乳酸菌可有效促進腸胃蠕動、調節人類胃腸道正常菌種、維持微生態平衡,從而改善腸胃消化功能,起到預防疾病的作用。乳酸菌中,雙歧桿菌耐酸腸溶微膠囊可將活菌輸送到人體腸胃內,發揮抑制有害菌群生長的作用。乳酸菌發酵制品是對乳酸菌發酵食品的統稱,人們日常飲用的酸奶、奶酪等制品都屬于乳酸菌制品。
    3.9 有機微生物的制備
    發酵技術可通過微生物調節人體內的微量元素含量,具有預防腫瘤等惡性疾病的作用。通過控制微生物發酵條件,可獲得有益于人體的微量元素菌體,例如酵母制品都屬于發酵技術制備的微量元素菌群。
    4 發酵工程技術的應用前景
    發酵工程技術適用于眾多領域,為我國食品制備提供諸多便利,為人們生活提供很多優越條件。在日后的發展中,人們只有不斷研發新的生物技術,才可研發出與時俱進的發酵技術。想要提升食品生產效率,應加大發酵工程研究力度,秉持創新思想,勇于開拓,充分發揮生物工程在食品行業的重要作用。面向未來的發酵工程技術,必須順應時代發展,結合時代特征與先進的科技手段催生嶄新的發展思路,創新技術理念[6]。隨著食品發酵工程技術的進一步推廣應用,在國民生活中將占據更加重要的地位。所以,應充分重視發酵工程技術,立足于我國基本國情,在發展中不斷創新,從而促進食品工業的跨越式發展。
    5 結語
    隨著食品的多元化發展,食品研發工業發展和食品安全問題成為社會各界十分關注的熱點話題。發酵工程技術已經在食品生產中得到了極為廣泛的應用,在科技高度發展的背景下,借助發酵工程技術有助于食品研發,可提高食品生產效率,提高企業收益,應用發酵工程技術已經成為食品工業的必然舉措。只有不斷研發新的生物技術,提高發酵工程技術適用性,才可以推動食品工業的穩定前行。所以,作為生物技術重要分支的發酵工程技術,應朝向精細化發展,充分發揮其效用。
    參考文獻
    [1]周艷玲.應用發酵工程技術 讓食品開發更加安全高效[J].中國食品,2020(11):132.
    [2]趙曉晨.發酵工程技術在食品開發中的應用分析[J].商品與質量,2019(3):214.
    [3]侯星,易弋,張興猛,等.發酵食品中微生物的功能特性[J].中國調味品,2019,44(1):191-194.
    [4]王雨潔.傳統發酵食品的安全性以及微生物純種分離技術在傳統食品中的應用前景[J].現代食品,2020(20):89-91.
    [5]王曉囡.食品行業中發酵工程的應用[J].現代食品,2019(8):117-118.
    [6]胡迎峰,趙銳,劉康.發酵工程技術近年來在各領域的應用及發展前景[J].安徽農學通報,2019,25(13):48-50.
    作者簡介:陳洪明(1979—),男,漢族,廣西柳州人,本科,工程師。研究方向:食品、生物工程、發酵工程。
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