发酵工程在食品领域应用.docx

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1、2 传统的食品加工工艺23 发酵工程在食品工业中的应用33.1 发酵工程与番茄红素33.2 发酵工程与“人造肉”43.3 发酵工程与农产品加工64 应用前景展望74.1 大力开发食品添加剂品种84.2 开发微生物保健食品9发酵工程在食品领域的应用刘璐璐(洛阳师范学院，09生物科学班)摘要：发酵工程又称为微生物工程，是指 传统的发酵技术与 DNA 重组、细胞融合、分子修饰和改造等技术结合并进展起来的现代发酵技术。随着社会的发 展，发酵工程已经在很多领域起到了重要的作用，给人类带来不行估量的经济和社会效益，本文争论了发酵工程在食品领域，并对其应用前景进展了展望。关键词：发酵工程食品工业现代发酵技术

2、型食品LiuLuLu(luoyang normal college, 09 biological science class)Abstract:alsocalledmicroorganismfermentation engineering project, it is topointtothetraditionalfermentationtechnology and DNA restructuring, cell fusion, molecularmodificationandreconstruction technique combining with modern and develope

3、d thefermentationtechnology.Withthe developmentofsociety,thefermentationengineering in many fields has played an important role, causing immeasurable economic and social benefits, this paper discussed the fermentation engineering in the food field, and the prospect of application is discussed.Keywor

4、ds: fermentation engineering food industry modern fermentation technology new- type food1 发酵工程通常认为生物工程包括基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程，这四个方面互为促进、相互联系。基因工程和细胞工程是生物技术的主导领域，是发酵工程、酶工程的根底；而发酵工程和酶工程又是基因工程、细胞工程争论成果的实际应用。其中发酵工程占有重要的位置，这才可以从生物工程的过程看出 来，只有通过发酵工程，才能使由基因工程或细胞工程获得的具有某种所需性状的目的菌株实现工业化生产，最终到达基因克隆或细胞融合，获得生产效益和经

5、济效益。可见发酵工程是生物技术产业化的根底。发酵工程又称为微生物工程，是指 传统的发酵技术与 DNA 重组、细胞融合、分子修饰和改造等技术结合并进展起来的现代发酵技术。现代发酵工程包括微生物资源开发利用；微生物菌种的选育、培育；固定化细胞计数；生物器设计；发酵条件的利用及自动化掌握；产品的分别提纯等技术。发酵工程是古老而大有潜力的工业技术，生物技术中的基因工程、酶工程、单克隆抗体、生物量的争论转化等争论成果为它注入的内容，使传统的发酵工艺焕发“青春”，赐予了微生物发酵技术的生命力，使微生物发酵制品的品种不断增加。目前，现代发酵工程技术已作为一种兴的工业体系进展起来，已深入到生产的各个行业，如工

6、业、农业、矿业、医药、食品、能源和环境保护等。本文简要综述了现代发酵工程技术在食品领域的应用及其进展。2 传统的食品加工工艺传统的食品加工工艺一般是承受化学合成法和传统的发酵工艺，从植物中萃取食品添加剂本钱高，而且来源有限；而化学合成法生产食品添加剂虽本钱 低，但化学合成率低，周期长，而且可能危害人类安康，而传统的发酵工艺产量低，质量也不能得到很好的保护，多年来人们始终用酵母发酵生产酒精，对传统酿造制品，如酱油、醋、黄酒、豆腐乳等，原料利用率很低，发酵周期长，风味和品种也比较单一，而这些缺点，运用现代发酵工艺都可以得到明显的改善3 发酵工程在食品工业中的应用3.1 发酵工程与番茄红素番茄红素是

7、由11个共轭双键及2个非共轭碳碳双键构成的高度不饱和直链型烃类化合物，具有预防癌症、防治心血管疾病、缓解骨质疏松症和提高免疫等重要的生理功能。番茄红素的生产方法主要有提取 法、化学合成法和微生物发酵法。由于番茄红素含量低，提取法无法满足市场需求；化学合成法存在收率低、产物不稳定以及合本钱钱高等缺点；发酵法被认为是生产番茄红素最有潜力的方法发酵法利用特定微生物的代谢将淀粉、葡萄糖、黄豆饼粉等廉价原料转化为番茄红素，不受原材料、地理环境和气候等因素影响，工艺简洁、生产周期 短、生产效率高、生产本钱低，且产物质量可控，并削减了对环境的污染。最重要的是发酵法生产的番茄红素3.2 发酵工程与“人造肉”近

8、年来，国内外市场上消灭了一种引人注目的食品，它们的样子很象鸡、鸭、鱼或猪肉，但却不是通过饲养畜禽而获得的制品，也不是耕种收获的五谷杂粮，而是利用现代发酵工程技术制成的，因此，人们将他称为“人造肉”。现代发酵工程，就是利用微生物的很多特别本 领，通过现代的工程技术手段来生产人类有用的物 质，或者把微生物直接运用于工业生产的一类技术。它是以培育微生物发酵为主的，因此又叫微生物工程。我们知道，蛋白质是生命活动的根底，一切有生命的地方都有蛋白质，微生物也不例外。不过到目前为止，能够担当生产微生物蛋白的菌种还不多，主要是一些不会引起疾病的细菌、酵母和微型藻菜。这些生物的构造格外简洁，一个个体就是一个细胞

9、，用发酵法生产这些单细胞微生物，就可以得到大量的单细胞蛋白质。在生产单细胞白质的工厂里，人们为微生物安排了最适宜的居住环境，这就是一个个大小不等的发酵罐，罐里存放着适合不同类微生物“胃FI”的食料，保证它们在这里能“吃饱喝足”，快速生殖。当发酵罐里的微生物生殖到足够数量时，便可收集起来加工利用了。用发酵工程生产单细胞蛋白质，生殖速度快。如一头体重500 kg的牛，每天只能合成 05 kg 蛋白质，而500 kg的活菌体，只要条件适宜，在24 h内能够生产1 250 kg蛋白质。而且生产单细胞蛋白质的原料格外丰富，如农作物的秸秆，农副产品加工业的大量废水、废渣，以及石油产品、甲醇等，都可用来发酵

10、生产单细胞蛋白。单细胞蛋白具有很高的养分价值。它的蛋白质含量高，可达细胞干重的 70 ， 比一般植物高46倍；而且单细胞蛋白质里氨基酸的种类比较齐全，有几种在一般粮食里缺少的氨基酸， 在单细胞蛋白里却大量存在。另外，还含有多种维生素，这也是一般食物所不及的。正是由于单细胞蛋白具有这些突出的优点，现在人们用它加上相应的调味品做成鸡、鱼、猪肉的代用品，不仅外形相象，而且味道鲜美，养分也不亚于自然的鱼肉制品；用它掺和在饼干、饮料、奶制品中，则能提高这些传统食品的养分价值。在畜禽的饲料中，只要添加3 一10的单细胞蛋白，便能大大提高饲料的养分价值和利用 率。用来喂猪可增加瘦肉率；用来养鸡能多产蛋；用来

11、饲养奶牛还可提高产奶量。在井冈霉素、肌苷、抗菌素等发酵工业生产中，它又可以代替粮食原料。因此，单细胞蛋白用途广泛，前途远大。随着世界人口的不断增长，粮食和饲料缺乏的状况日益严峻。面对这一严峻的现实，开发利用单细胞蛋白已成为增产粮食的途径。假设以蛋白质含量计算， 1 kg单细胞蛋白相当于 1 kg一15 kg的大豆。建立一座 5个100 t 发酵罐的工厂，可以年产 5 000 t单细胞蛋白，相当于3 330 hm 耕地上种植大豆的产量。单细胞蛋白的生产向人们展现奇特的前景， 在现代科学技术的培育下，或许有不了多久，用单细胞蛋白制成的饭菜，就会消灭在你家的餐桌上。3.3 发酵工程与农产品加工3.3

12、.1 甜高粱茎秆液态发酵在液态发酵过程中，由于甜高粱汁液中氮源、无机盐含量不能满足酵母菌的需求，大多数争论者通过在汁液中添加氮源和无机盐来争论最正确的发酵工艺条件。从节约水资源、降低劳动强度和削减费用的角 度。考虑，液态发酵中高密度发酵更具竞争力。当可溶性固形物含量从16g100g上升到31glOOg时，可节约585的用水，同时削减环境污染，提高设备利用率，而且高密度发酵可以增加发酵速率和酒精得 率。Bvochora 1等争论了在甜高梁汁液和磨碎的甜高粱籽粒混合液中参加蔗糖(浓度34glOOml混合液) 进展高密度液态发酵， 酒精的最大得率能到达168(vv)。高密度液态发酵有利于提高从甜高梁

13、茎秆汁液中猎取燃料乙醇的收益。甜高梁茎秆汁液高密度发酵工业化生产往往承受固定化酵母发酵工 艺，固定化技术应用于酒精发酵的机理是利用活细胞或酶的高度密集，从而比一般游离状态的细胞成倍地增长，加快反响速度、缩短反响周期和提高工作效 率。载体内部的酵母受外界影响较少，并不断增殖向外集中，载体内部始终保持原有品质，而且拥有较好的抗污染力量。从固定化人手来高发酵强度是一种切实可行的方法。刘荣厚 等争论了在摇床和流化床反响器上进展固定化酵母汁液酒精发酵，取得了很好的效果，为燃料乙醇的进展供给了科学依据。3.3.2 红薯饮料用红薯与鲜奶协作发酵制成的红薯酸奶，有红薯的特有香味，还增加了酸奶纤维素、维生素和多

14、种微量元素，削减脂肪含量，既可到达动植物养分互补， 又能降低生产本钱，是一种风味独特的滋补饮料。3.3.3 膨化玉 M 粉酸奶玉M是一种含多种养分成分的高产经济作物，含有大量的氨基酸、脂肪和粗纤维。经挤压、膨化、粉碎后的玉M粉除以上特点外，由于实行了高温高压短时的加工方法，养分成分几乎未被破坏，原料经糊化处理后，更易消化吸取，挤压后的淀粉和蛋白质均易受酶作用而发生水解，产品 lZl感细腻，风味好。以膨化后的玉M粉为原料，配以脱脂乳，用乳酸菌进展发酵制成膨化玉M粉乳酸发酵制品，酸甜适 lZl，lZl 感细腻，有乳香和玉M芳香，含有大量对人体有益的活性乳酸菌。3.3.4 中华猕猴桃果醋中华猕猴桃养

15、分价值高，被誉为“水果之王”。中华猕猴桃果醋生产工艺流程：猕猴桃一洗净一粉碎一蒸煮一加麸曲一榨汁一果汁一加酒母一酒精发酵一加醋酸菌液一醋酸发酵一过滤一高温杀菌一装瓶一成品。4 应用前景展望发酵食品是人类奇异地利用有益微生物加工制造的一类食品，通过发酵使食品中原有的养分成分发生转变并产生独特的风味简洁来说，参加的微生物就像一台台小小的加工机，对食物的每个细胞挨个进展处理，增加一些有养分的物质、去除一些没养分的物质，顺便转变味道和质地。发酵时微生物分泌的酶能裂解细胞壁，提高养分素的利用程度。肉和奶等动物性食品，在发酵过程中可将原有的蛋白质进展分解，易于消化吸取。微生物还能合成一些 B 族维生素，特

16、别是维生素 B12，动物和植物自身都无法合成这一维生素，只有微生物能“生产”。发酵食品一般脂肪含量较低，由于发酵过程中要消耗碳水化合物的能量，是减肥人士的首选安康食品。在发酵过程中，微生物保存了原来食物中的一些活性成分，如多糖、膳食纤维、生物类黄酮等对机体有益的物质，还能分解某些对人体不利的因子， 如豆类中的低聚糖、胀气因子等。微生物陈代谢时产生的不少代谢产物，多数有调整机体生物功能的作用，能抑制体内有害物的产生。4.1 大力开发食品添加剂品种依据国际上对食品添加剂的要求，今后要从两个方面加大开发的力度：用生物法代替化学合成的食品添加剂，迫切需要开发的有保鲜剂、香精香料、防腐剂、自然色素等。要

17、大力开发功能性食品添加剂，如具有免疫调整、延缓年轻、抗疲乏、耐缺氧、抗辐射、调整血脂、调整肠胃功能性组分。4.2 开发微生物保健食品微生物食品有着悠久的历史，酱油、食醋、饮 料、酒、蘑菇等属于这个领域，它们与双歧杆菌饮 料、酵母片剂、发酵乳制品等微生物医疗保健品一 样，有着巨大的进展潜力。利用微生物生产食品具有独特的特点，生殖过程快，在肯定条件下可大规模生产，要求养分物质简洁。食用菌的投入与产出比高于其他经济作物，食用菌不仅养分丰富，还含有很多保健功能成分，应大力进展食用菌保健食品。展望 21 世纪基因食品的进展，将来生物技术不仅有助于实现食品的多样化，而且有助于生产特定的养分保健食品，进而治

18、病健身。在与环境协调方 面，生物技术还有助于食品工业的可持续进展。参考文献：【1】李卓才，鲁波，尹红，等番茄红素化学合成的争论进展J合成化学，2023，14(2)：1l8121【 2 】 Bhosale P Environmental and cultural stimulants in the production of carotenoids from microorganismsJApplMicrobiol Biotechnol，2023，63：351361【3】王航，袁其朋，张黛黛发酵法生产番茄红素培育方法的改进及优化J 北京化工大学学报， 2023，33：3841【4】刘荣厚甜高粱茎

19、秆汁液固定化酵母酒精发酵的争论【J农业工程学报，2023，(9)：137 140【5】陈洪章现代发酵工程技术在食品领域的应用争论进展 J中国酿造， 2023 ，(12)： 21 24【6】MammaLCata1UsingSorghumStarchasaCarbonSource JEngineeringinLifeSciences，1995，(4)： 369372【7】金滨锋现代生物技术在食品工业中的应用fJ生物技术世界，2023，(8)：36 39【8】黎大爵甜高梁及其应用【M】北京：北京科学出版社，1992：161289【9】熊宗贵发酵工艺原理【M】北京：中国医药科技出版社，2023：1-4

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