现代生物技术在食品发酵生产过程中运用

摘 要：现代生物技术工程技术运用于食品生产过程是基于传统食品发酵生产过程中的综合运用。这些技术的运用能够在优化食品内部结构基础上，改良口感品质，更符合现代饮食生活习惯。本文从细胞工程、基因工程、酶工程等现代生物技术运用类阐述其在食品发酵中的不可替代作用。

关键词：食品 发酵 生物技术

生物技术运用于现代食品生产领域，尤其对食品中的发酵过程起到一定的促进推动作用。从生物技术的应用特征来分析，能够利用生物机体、生物系统创造新的品种，有效改善物种的内部结构。正是基于上述认识，很多的食品生产领域越来越重视其在食品发酵过程中不可替代作用。特别在酿造发酵类的食品生产中约占到两成，有效运用现代生产技术，更能够推动食品安全生产。

1、细胞工程技术运用发酵，增加有益菌类

细胞工程技术运用就是在利用细胞分裂重组的作用机理，以改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。主要通过对细胞在外力作用的诱导中来生成新的组织，对发酵进行反应。较为常见的是细胞融合技术，其目的是改良微生物发酵菌种，形成新的微生物种群。

在细胞的合成过程中，能够更好形成微生物菌体，产生多样性。细胞融合技术是一种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。像日本味之素公司通过细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交，获得比原产量高出3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交，分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。从目前使用的发展水平来看，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。新的菌种用于食品的发酵，除了产生有益的微生物细菌外，还能够更好促进发酵过程的优化。

2、基因工程技术运用发酵，改良酵母性能

在食品生产发酵过程中，基因工程技术的运用，能够在通过基因转变和分离组合的条件下，对所需要的基因体进行无性繁殖，并使目的基因在受体细胞中高速表达，产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。该技术的运用能够提高酵母的性能。

在运用的过程中，主要有如下的作用：（1）改良面类食品的酵母菌的性能，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）激活酿酒中的酵母，该技术能够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。从运用的实例来看，已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解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。（3）改良乳酸菌发酵剂的性能，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隆载体。可通过运用独立复制的转座子和同源部位的重组整合来获取想要的乳酸菌发酵剂。这样的发酵剂，不仅能够使得产生突变的效果，还能够形成较强的稳定性能。

3、酶工程技术运用发酵，催化发酵过程

酶对于食品细胞的激活有着不可替代的重要作用，队生物的催化起到促进推动作用。其主要原理在于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。

在食品的发酵处理过程中，一方面，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、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、等制剂，可补充麦芽中酶活力不足的缺陷，提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间，减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出，从而降低麦汁色泽。另一方面，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，就会产生一种馊酸味，影响食品的食用欲望。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-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10天左右时间。现代一些生产企业发现，发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮，可缩短发酵周期，减少双乙酰含量。在使用的过程中，应该注意把握发酵的时机，应该按照规定标准进行严格使用。

正如上所述，在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能，对食品的生产周期、改善性能等都具有积极促进作用。随着这些新技术的不断成熟和广泛运用，更能够减少生产成本，为广大生产企业提高经济效率。

参考文献：

[1]王 岩.浅论现代生物技术在发酵食品生产中的应用[J].中国西部科技，2011年23期。

[2]王春荣 王兴国等.现代生物技术与食品工业[J].山东食品科技，2004年07期。

[3]肖付才.现代生物技术在食品领域中的应用[J].魅力中国， 2010年09期。

[4]史先振.现酵工程技术在食品领域的应用研究进展[J].中国酿造，2005年12期。

[5]姚跃飞 曾柏全.现代固态发酵技术在食品加工业中的应用[J].食品与机械，2005年06期。