食品生化技术在发酵工程中的应用

1、    食品生化技术在发酵工程中的应用    葛恩鹏【摘 要】食品安全和食品质量日益成为百姓关心的话题，结合当今食品生产和管理中的若干问题，文章系统的分析了食品生化技术在发酵过程中的实际运用，希望能够给相关的食品工作人员一定的参考和借鉴。并希望通过文章的介绍，使一些优秀的技术和想法，在未来的食品工业中得到不断的推广。【关键词】生化技术；发酵工程；食品；应用0.前言民以食为天，中国的饮食文化底蕴深厚，饮食业也随着国民经济的发展和社会的进步，迎来了一个全面发展的春天。在饮食业的加工制作中，比较常见的应用操作环节就是发酵。无论是酿酒业还是面点业等，许多食品的加

2、工制作都离不开发酵。结合现有发酵技术和原理，笔者主要介绍了食品生化技术，由于生化技术具有明显的优势，所以必然在未来的食品工业中占有一席之地。1.食品生化技术和发酵工程简介食品生化技术是现代生物技术在食品领域中的应用，是指以现代生命科学的研究成果为基础，结合现代工程技术手段和其他学科的研究成果，用全新的方法和手段设计新型的食品和食品原料。该项技术的定义分为广义和狭义两个方面，从广义的层面进行分析，指一切在食品行业中应用的生物化学技术，涵盖面比较广，涉及的范围也相对较大，例如，生物的基因遗传和细胞形成等等。随着科学技术朝着精密化发展趋势的增强，各个学科都相互渗透和融合，跨学科的研究已经不再是科学界

3、上的新鲜事，于是，时下的食品生化技术已经成为了一种多学科共同参与的综合性技术。现代生物技术主要应用生物学的基本原理，通过细胞和胚胎等一系列遗传基因的转变，实现物种等资源的转变。随着科学技术的快速发展，一些科学实验器材也逐渐完善起来，在这些因素的带动之下，生物技术取得了前所未有的成绩。同时，生物技术也逐渐的与其他行业相互融合，例如在食品、能源等方面都有渗透。发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。2.食品生化技术

4、在发酵工业的应用2.1基因技术在食品发酵工程中的应用基因技术在现代生化技术中占有重要的地位，主要采用类似工程设计的方法，按照不同的需求将目的基因剪切、组合、拼接，再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞，进行无性繁殖，并使目的基因在受体细胞中高速发展，产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。基因技术在食品发酵工程中主要有以下应用：2.1.1改良酿酒酵母菌的性能利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株，用以改进传统的酿酒工艺，并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后，即可直接利用淀粉发酵，使生产流程缩短，工序简化，革新啤酒生产工艺。目前，已成功地选育出分解-葡聚糖和分解

5、糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株，提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。2.1.2改良面包酵母菌的性能将优良酶基因转入面包酵母菌中后，其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高，面包加工中产生二氧化碳气体量提高，应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。2.1.3改良乳酸菌发酵剂的性能乳酸菌能代谢产生乳酸，降低发酵产品ph值。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型，其中受控表达系统包括糖诱导系统、nisin诱导系统、ph 诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言，德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏，但是已经发现质粒pn42和pjbl2用于构建德氏乳杆菌的克

6、隆载体。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能，产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。2.2细胞工程技术在食品发酵生产中的应用细胞工程是生物学的一个重要组成部分，也是生物学家在不断钻研的一个重点领域，经过细胞工程的改造，可以改变细胞的原有基因，将不利于食品加工的基因进行适当的转变。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力（诱导剂或促融剂）作用下，使两个或两个以上的异源（种、属间） 细胞或原生质体相互接触，从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法，主要用于改

7、良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合，使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。目前，微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间，不断培育出用于各种领域的新菌种。2.3酶在食品发酵生产中的应用酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分，酶工程又称酶反应技术，是在一定的生物反应器内，利用生物酶作为催化剂，使某些物质定向转化的工艺技术，包括酶的研制与生产，酶和细胞或细胞器的固定化技术，酶分子的修饰改造，以及生物传感器等。酶工程技术在发酵

8、生产中主要用于两个方面，一是用酶技术处理发酵原料，有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程，主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时，会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足，使糖化不充分、蛋白质降解不足，从而减慢发酵速度，影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂，可补充麦芽中酶活力不足的缺陷，缩短糖化时间，减少麦皮中色素等不良杂质在糖化过程中浸出，从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物，缩短发酵过程，促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素，是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时，就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的-乙酰乳酸和-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的，一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约510d的时间。3.小结综上所述，运用食品生化技术的发酵，不仅发酵的时间缩短了，同时发酵后的产品种类也相对的丰富了，能够更加适应广大的消费人群。更重要的是，食品加工的经济效益获得了提升，食品企业的经济利益丰厚了，毫无疑问，这将从整体上带动食品加工工业的全面发展。 科【参考文献】1徐成勇，郭本恒等.酸奶发酵剂和乳酸菌