结冷胶及其在食品工业中的应用_李小勇
结冷胶及其在食品工业中的应用
李小勇 李洪军 贺志非 董 全
(西南农业大学食品科学学院,重庆,400716)
摘 要 结冷胶是一种微生物胞外多糖。文中主要介绍了结冷胶的组成、基本特性、制备及其在食品工业中的应用。
关键词 微生物多糖,结冷胶,食品添加剂
第一作者:硕士研究生(李洪军教授为通讯作者)。
收稿日期:2005-03-02,改回日期:2005-04-29
结冷胶是一种微生物代谢胶,又称生物合成胶,过去称为杂多糖PS .60,于1970年代末发现,但直到1982年才出现有关结冷胶实验室规模发酵生产成功的报道[2],后来美国Kelco Division of Merck and Com -pany Tnc .公司利用伊东藻假单胞菌(Pseudomonas elodea )正式生产结冷胶。结冷胶是美国Kelco 公司在1980年代继黄原胶之后首先开发的最有市场前景的另一微生物多糖专利产品之一,由此在1993年获得由食品科技人员学会(IFT )颁发的食品科技工业成就奖。
由于结冷胶用量少,凝固点、熔点和弹性强度都可以调节,形成的凝胶透明度、含汁量高,有优势的呈味性能,入口即化,而且有良好的稳定性,耐酸,耐高温,热可逆,还能抵抗微生物和酶的作用,因此在1988年日本就批准在食品中使用[10],1992年获得FDA 权威论证,欧共体1994年正式列入食品安全代码(E —418);我国1996年也批准其作为食品添加剂使用,可以按正常生产需要适量使用[5]。
1 结冷胶的结构组成及影响因素
1.1 结冷胶的结构组成
结冷胶最初是从水百合上分离所得的一种格兰氏阴性菌———伊东藻假单胞菌(Pseudomonas elodea )所产生的胞外多糖
[6]
,现已利用伊东藻假单胞菌进行
工业化生产;有高酰基结冷胶(也称天然结冷胶)和低酰基结冷胶2种存在形式。结冷胶的单糖分子组成是葡萄糖、鼠李糖和葡萄糖酸。高酰基结冷胶和低酰基结冷胶其主体结构都是相同的,通过甲基化分析和核磁共振(NMR )分析测得的结冷胶多糖主链结构是一个线性四糖重复单位
[9]
,由β-D -葡萄糖、β-D -葡萄
糖醛酸和α-L -鼠李糖作为重复单元以2∶1∶1的摩尔
比聚合成长链分子;由光散射和固有粘度测定测得脱酰基结冷胶的相对分子质量约为0.5×106;在水溶液中,结冷胶可形成分支或发生环化,形成多种分子质
量的聚合体。
1.2 影响结冷胶结构的因素
高酰基结冷胶和低酰基结冷胶的区别在于:高酰基结冷胶在第1个葡萄糖基的C -3位置上有1个甘油酯基,而在同一葡萄糖基的C -6位置上有1个乙酰基[6]
,其中葡萄糖醛酸可被K 、Ca 、Na 、Mg 中和形成混合盐,用pH 10的碱液处理高酰基结冷胶再经过滤可得到低酰基结冷胶,低酰基结冷胶形成的凝胶结实有脆性,类似于琼脂胶。温度是影响结冷胶结构的另一重要因素———在低温下,聚合物以双螺旋结构存在,当温度升高时以单链形式存在。
2 结冷胶的特性
结冷胶干粉呈朱黄色,无特殊的滋味和气味,约150℃时不经熔化而分解。结冷胶的某些特性优于黄原胶,在0.01%～0.04%的范围内呈假塑性流体特性,当使用量>0.05%,即可形成澄清透明的凝胶[10],0.25%的使用量就可以达到琼脂1.5%的使用量和卡拉胶1%的使用量所产生的凝胶强度[4]。通常用量为0.1%～0.3%,只有卡拉胶用量和琼脂用量的1/5～1/2。结冷胶不溶于非极性有机溶剂,也不溶于冷水,但略加搅拌即以线团形式分散于水中,加热即溶解成透明溶液,冷却后以氢键作用,分子以螺旋片段形成透明结实的凝胶。
结冷胶类多糖的理化性质差异较大,一般来说结冷胶多糖的水溶液具有高的粘性和热稳定性,它们在水溶液中形成凝胶的效率、强度、稳定性与聚合物的乙酰化程度及溶液中阳离子类型和浓度有关。在有阳离子存在的条件下,结冷胶加热后再冷却便生成坚硬脆性凝胶,其硬度与结冷胶浓度成正比,并且在较低的二价阳离子浓度情况下就产生最大凝胶硬度。
食品与发酵工业
FOOD AND FER MENT AT ION INDUST RIES
D OI :10.13995/j .c n ki .11-1802/ts .2005.06.027
据报道结冷胶对Ca2+、Mg2+特别敏感,且形成的凝胶要比K+、Na+等一价离子有效,K+、Na+也能促使结冷胶形成凝胶,但它们所需的浓度比Ca2+、Mg2+等二价离子大25倍[1],且这类凝胶是可逆的,这是由于这些离子形成的凝胶的双螺旋结构不同。
低浓度的蔗糖溶液对结冷胶凝胶性质也有影响。西班牙的Bayarri等人[11]研究发现,100～250g/L的低浓度的蔗糖溶液加入高浓度的结冷胶凝胶中(7.5和12g/L),凝胶的断裂应力和变形指数都增加,结果形成坚硬脆性凝胶。
结冷胶形成的凝胶是热可逆凝胶。结冷胶还具有显著的温度滞后性[7,9],一般胶凝温度在20～50℃之间,而胶熔温度介于65～120℃之间,具体温度取决于凝胶生成时的条件。结冷胶一般在pH4～10之间较稳定,但以pH在4.0～7.5条件下性能最好。与其他胶体,如黄原胶/刺槐豆胶混合物、淀粉等复配使用可实现从弹性到脆性的自由转变[10]。
日本冈山地方大学的Michiko Fuchigami和Ai Teramoto研究发现[12]:在0.1～686MPa及-20℃条件下,随着加压,结冷胶就冻结,然而在200～500MPa 压力范围内,结冷胶却不冻结,而当压力释放后在同样的温度条件下却发生冻结,称之为变压冻结现象,因为这是一个放热过程。同时变压冻结产生的凝胶其结构优于常压下直接在冻结室(20、30或80℃)里产生的低温凝胶的结构。然而在加压的条件下产生的凝胶其断裂应力却显著地降低,由此产生的组织破碎现象就显著地增加。
3 结冷胶的生产制备
结冷胶的发酵生产是在含有碳水化合物为碳源,磷酸盐、有机和无机氮源的微量元素的介质中,在通风、搅拌条件下进行的,菌株用好氧的格兰氏阴性菌—伊东藻假单胞菌Pseudom onas elodea(A TC C31461)。
目前也有用其他菌株发酵生产结冷胶的,韩国釜山Pukyong国立大学的Hyuck Jin等人[20]在1个7L 的生物反应器里实验发现:用Sphingomonas paucimo-bilis NK2000发酵生产结冷胶,硝酸铵为氮源可提高细胞的生长速度,产量可达到3.27g/L。而用2.0%的大豆渣+2.0%的蔗糖代替硝酸铵,结冷胶的产量可达到7.50g/L。
种子培育[4]最适初始pH为7.0,最佳培养温度为30～31℃,若温度下降到28℃以下或升高到33℃以上时,结冷胶的产量比最适温度下的产量大约降低50%,实验室培育发现,制备结冷胶菌种的最佳种龄为16h,接种量为10%。
工艺流程图如下[9,10]:
试管菌种※茄瓶菌种※三角振荡(28℃、18h)※300L种子罐(28～30℃、18～20h)※3000L发酵罐(28～30℃、72h)※50t 发酵罐(28～30℃、72h)※脱已酰※过滤※混合※乙醇絮凝沉
淀※分离洗涤
稀乙醇※乙醇回收塔※回收乙醇贮藏
半成品※真空干燥※粉碎※成品
现在可以买到实验室用的商标名为KELC O-CET TM的食品级结冷胶。FAO食品级结冷胶的国际标准如下[9,10]:
组成成分:由伊东藻假单胞菌(Pse udomonas elodea)纯种发酵后提取的多糖:形状,黄白色粉末;粒度,80目;干燥失重,≤15%;总灰分,4%～15%;异丙醇,≤750 mg/kg;重金属,≤30m g/kg;砷,≤3mg/kg;细菌总数,≤10000个/g;大肠杆菌,阴性;沙门氏菌,阴性。
4 结冷胶在食品工业中的应用
4.1 糖 果
在制备糖含量较高的糖果时使用结冷胶,比较科学与经济的手段是先将其水合在低浓度糖中,然后通过浓缩手段达到需求糖浓度。因为结冷胶虽然也能在高糖浓度溶液中生成凝胶,但高糖浓度能阻止结冷胶水合[4]。结冷胶在糖果中应用,主要作用是给产品提供优越的质地和结构,并缩短淀粉类软糖的胶凝时间[7]。
4.2 肉制品
台湾普罗维登斯大学的Kuo-Wei Lin和Hsien-Yi Huang[13]研究发现:0.5%的结冷胶+1%的魔芋胶(konjac)应用于低脂法兰克福香肠中(18%的脂含量),其感官接受性与高脂法兰克福香肠(28%的脂含量)基本一致,同时具有理想的货架期,这样就可以达到降低产品脂含量的目的。
4.3 糕点、乳制品
结冷胶在乳制品中主要用于提供优质的凝胶和稠度,如酸乳制品中加入结冷胶可消除絮凝及改进品感的作用,但必须加入另一种水溶胶充当胶体保护剂[9];冰淇淋中添加0.1%～0.2%的结冷胶可提高其保型性;在软性蛋糕中具有保湿、保鲜和保型效果,还可防止冷藏时发生老化现象,添加量为0.1%～0.2%[5]。
4.4 果冻酱
通常果冻、果酱制造是用果胶为胶凝剂,但如果改用结冷胶则可提供更佳的质地与口感,而且使用量也降低,是果胶有用的替代品。
综述与专题评论
4.5 焙烤食品
由于结冷胶使用量低,能形成可逆凝胶,已逐步代替琼脂和卡拉胶在食品工业中广泛应用,在焙烤食品中,可以代替琼脂来霜饰焙烤制品,其使用量为0.3%,而琼脂使用量在2%以上。
4.6 饮 料
李玉梅研究表明:在碳酸饮料中加入0.05%～0.07%的结冷胶制得的胶化碳酸饮料含有大小适度的结冷胶块,该胶块入口即化,是口感极佳的新一代碳酸饮料。
5 前景展望
结冷胶作为微生物代谢胶,生产周期短,不受气候和地理环境条件的限制,可以在人工控制条件下利用各种废渣、废液进行生产,再加上其安全无毒,理化性质独特等优良特性,在食品工业中有着广泛的应用前景。
琼脂和卡拉胶在食品工业中全世界用量约5～8万t,中国约1.5～2.5万t,如20%用结冷胶代替,则全世界结冷胶用量约为1万t,预测中国近年需求量能达到2000t以上[15]。其进口价1999年是34美元/kg[3],2004年高达580元/kg[21],目前我国自产的结冷胶,其零售价也在350～400元/kg左右[22],由此可看出其高额的利润空间及发展前景。结冷胶生产基本上可利用黄原胶的生产设备,只需将后提取设备经过改进即可。目前浙江天伟生化公司的微生物多糖结冷胶生产线在浙江枫北工业区投产,年产量可达300t[16],还有山东淄博、上海等省市的许多化工企业都纷纷将结冷胶列为重点的发展项目。
虽然结冷胶生产取得了许多成果,但还存在一些问题,如产量低,用于通气搅拌的能源高;提纯用的有机溶剂耗量大,有机溶剂的回收较困难等。因而如果能利用基因工程手段将产胶基因转移到嫌气性微生物中正常表达,从而在无氧或微氧条件下生产则可降低成本。总之,通过基因工程手段筛选优质多糖产生菌,并利用现代生物技术构建具有多种优异性能的基因工程菌与细胞工程菌来提高结冷胶产率与质量,将是未来结冷胶生产与研究的发展方向。因此,国内的黄原胶生产厂家必须要看清问题,只有克服了技术上的困难,才能在国际、国内市场竞争中占优势,推动我国结冷胶产业发展。
参考文献
1 Juming https://www.360docs.net/doc/4513222154.html,pression strength and deform-cation of gellan gels formed with mono-and divalent cations[J].Carbohydrate Polymers,1996,29(1):11～16
2 Kenneth S Kang.Agar like polysaccharide produced b y a Pseu-dom onas s pecies:prod uction and basic properties[J].Applied and Environment Microb iology,1982(5):1086～1091
3 詹晓北.结冷胶[J].中国食品添加剂,1999(2):66～69
4 陈 合,许牡丹,新型食品原料制备技术与应用[M].北京:化学工业出版社,2004
5 卓训兰.新型微生物多糖—结冷胶[J].粮食与油脂,2001
(9):34～35
6 胡国平.结冷胶的特性及其在食品工业中的应用[J].中国食品添加剂,2001,6:64～67
7 文 一,赵国华.一种新型微生物胞外多糖—结冷胶[J].
中国食品添加剂,2003,3:49～52
8 张 俊.结冷胶水溶液的流变特性及其影响因素研究[J].
食品工业科技,2002,23(11):28～29
9 詹晓北.食用胶的生产、性能与应用[M].北京:中国轻工业出版社,2003
10 胡国华.功能性食品胶[M].北京:化学工业出版社,2004 11 Bayarri S E,Costell L.Durán in fluence of low sucrose concen-trations on the compression resistance of gellan gu m gels[J].
Food Hydrocolloids,2002,16(6):593～597
12 Michiko Fuchigami,Ai Teramoto.Texture and structure of high-pressure-frozen gellan gum gel[J].Food Hydrocolloids,2003,
17(6):895～899
13 Lin Kuowei.Huang Hsien yi.Konjac/gellan gum mixed gels im-prove the quality of reduced-fat frankfurters[J].Meat Science,
2003,65(2):749～755
14 Hyuck Jin.Production of gellan gum by Sphingo monas paucimo-bilis NK2000with soybean pomace[J].Biochemical Engineering Journal,2003,16(3):357～360
15 https://www.360docs.net/doc/4513222154.html,/data/40/4004090608.shtml
16 https://www.360docs.net/doc/4513222154.html,
Gellan Gum and Its Application in Food Industry
Li Xiaoyong Li Hongjun He Zhifei Dong Quan
(Institute of Food Science,Southwest Agricultural University,Chon gqing,400716,China)
ABSTRAC T Gellan gum is a kind of fermentation-produced polysaccharides.This article introduced the c omposition, pr eparation,property of gellan gum and its applications in food industr y.
Key words microbial extra-cellular polysaccharide,gellan gum,food additive
食品与发酵工业FOOD AND FER MENT AT ION INDUST RIES
微生物发酵工艺优化研究进展
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/4513222154.html, 微生物发酵工艺优化研究进展 作者：张锐 来源：《海外文摘·学术》2017年第03期 摘要：近些年，在有关技术领域中微生物的发酵技术已得到了非常广泛的应用，特别在医药行业内应用此种技术十分普遍。微生物科技发展非常快，因此，人们也有不断深入的研究微生物的发酵工艺。为此，本文对影响微生物发酵的培养条件和培养基进行了分析，又对优化微生物发酵工艺的办法进行了讨论研究，为微生物工程的发展提供参考价值。 关键词：发酵工艺；微生物；培养条件；工艺优化；培养基 中图分类号：TQ920.6 文献标识码：A 文章编号：1003-2177（2017）03-0058-02 1 微生物发酵受培养基的影响 微生物在进行生长、代谢时，培养基能供给微生物发酵所需要的能量与营养物质，对合成发酵产物的效率和产品的质量保障来讲有着重要意义。在进行微生物发酵时，因其发酵条件与菌种的差异和不同的发酵阶段，需要培养基的成分也不同。一般情况下，微生物生长需要的营养要素有生长因子，碳源，无机盐和氮源四类。 1.1 选择氮源与碳源作发酵的培养基 氮源为微生物提供含氮的有机物与蛋白质，并且，还是合成含氮产物的参与者。氮源主要是有机氮源与无机氮源两种，如豆粉，氨盐，蛋白胨与硝酸盐等。碳源能够为微生物提供能量来源，形成产物和构建细胞。碳源的形式有油脂，多糖，单糖，天然复合物，双糖等，如豆油，葡萄糖，淀粉与蔗糖等。选择发酵的培养基中要有均衡的碳源与氮源比，确保其菌体能够正常生长，而且还有利于合成产物的速率。 1.2 无机盐对发酵培养基的影响 微生物的生长和生成的代谢产物都与无机盐有关重要关系。微生物在进行生长代谢时，构成的辅酶中有磷的参与，它是构成微生物生长，代谢的重要因素。有些菌种的发酵产物中包含磷酸根，因此在进行培养基发酵时，添加很多的磷酸盐，这利于产物快速合成。在微生物发酵中钙离子对细胞的生理状况起到了调节作用，例如，使细胞膜的通透性降低，维持细胞状态等。很多酶都用镁来作催化剂。微生物生长所需微量元素有很多，如，钴，铁，锌，锰等。经研究证明，枯草芽孢杆菌的生长中需要锰离子的参与，在发酵培养基中添加适量的氯化锰，可以提升枯草芽孢杆菌生成的发酵物中抑菌物质的活性。 2 微生物发酵受培养条件的影响
黄原胶的结构与性质
黄原胶的结构与性质 许多微生物都分泌胞外多糖，它们或附着在细胞表面，或以不定型粘质的形式存在于胞外介质中，这些胞外多糖对于生物体间信号传递、分子识别、保护己体免受攻击、构造舒适的体外环境等方面都发挥着重要的作用。这些分泌的多糖结构各异，其中一些有着优良的理化性质，已为人类广泛应用。对于仍不为人类所知的绝大多数多糖，人们试图通过相关的多糖结构间的相互比较，推断出构效关系，从而人为地主动修饰、构造多糖，以满足应用的需要。其中，黄原胶是人类研究最为透彻、商业化应用程度最高的一种。 2.1 黄原胶的结构 黄原胶是20世纪50年代美国农业部的北方研究室从野油菜黄单孢菌NRRLB--1459发现了分泌的中性水溶性多糖，又称为汉生胶。 图2.1 黄原胶的结构示意图 黄原胶分子是由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸构成的“五
糖重复单元”结构聚合体，如图2.1。主链与纤维素相同，即由以β-1,4糖苷键相连的葡萄糖构成，三个相连的单糖组成其侧链：甘露糖→葡萄糖→甘露糖。与主链相连的甘露糖通常由乙酰基修饰，侧链末端的甘露糖与丙酮酸发生缩醛反应从而被修饰，而中间的葡萄糖则被氧化为葡萄糖醛酸，分子量一般在2X106--2X107之间。 所含乙酸和丙酮酸的比例取决于菌株和后发酵条件。黄原胶聚合物骨架结构类似于纤维素，但是黄原胶的独特性质在于每隔一个单元上存在的由甘露糖醋酸盐终端甘露糖单元以及两者之间的一个葡萄糖醛酸盐组成的三糖侧链。侧链上的葡萄糖醛酸和丙酮酸群赋予了黄原胶负电荷。带负电荷的侧链之间以及侧链与聚合物骨架之间的相互作用决定了黄原胶溶液的优良性质。黄原胶高级结构是侧链和主链间通过氢键维系形成螺旋和多重螺旋。 黄原胶除拥有规则的一级结构外，还拥有二级结构，经X-射线衍射和电子显微镜测定，黄原胶分子间靠氢键作用而形成规则的螺旋结构。双螺旋结构之间依靠微弱的作用力而形成网状立体结构，这是黄原胶的三级结构，它在水溶液中以液晶形式存在。 在低离子强度或高温溶液中，由于带负电荷侧链间的彼此相互排斥作用，黄原胶链形成一种盘旋结构。然而即使电解质浓度的少量增加也会减少侧链间的静电排斥，使得侧链和氢键盘绕在聚合物骨架上聚合物链伸展成为相对僵硬的螺旋状杆。随着电解质浓度的增加，这种杆状结构在高温和高浓度的状态下也能稳定存在。在离子强度高于0.15mol/L时，此结构可维持至100℃而不受影响。 一般水溶性聚合物骨架被化学药品或酶攻击、切断后，会丧失其增稠能力。而在黄原胶溶液中，聚合物骨架周围缠绕的侧链使它免于被攻击，所以黄原胶对化学药品和酶攻击的降解具有良好的抵抗性。 2.2 黄原胶的性质 黄原胶的外观为淡褐黄色粉末状固体，亲水性很强，没有任何的毒副作用，美国于1969年批准可将其作为不限量的食品添加剂，1980年，欧洲经济共同体也批准将其作为食品乳化剂和稳定剂。
微生物发酵培养基的优化方法
工业发酵进展
微生物发酵培养基的优化方法 对于微生物的生长及发酵，其培养基成份非常复杂，特别是有关微生物发酵的培养基，各营养物质和生长因子之间的配比，以及它们之间的相互作用是非常微妙的。面对特定的微生物，人们希望找到一种最适合其生长及发酵的培养基，在原来的基础上提高发酵产物的产量，以期达到生产最大发酵产物的目的。发酵培养基的优化在微生物产业化生产中举足轻重，是从实验室到工业生产的必要环节。能否设计出一个好的发酵培养基，是一个发酵产品工业化成功中非常重要的一步。以工业微生物为例，选育或构建一株优良菌株仅仅是一个开始，要使优良菌株的潜力充分发挥出来，还必须优化其发酵过程，以获得较高的产物浓度（便于下游处理），较高的底物转化率（降低原料成本）和较高的生产强度（缩短发酵周期）。设计发酵培养基时还应时刻把工 实验室最常用的优化方法是单次单因子法，这种方法是在假设因素间不存在交互作用的前提下，通过一次改变一个因素的水平而其他因素保持恒定水平，然后逐个因素进行考察的优化方法。但是由于考察的因素间经常存在交互作用，使得该方法并非总能获得最佳的优化条件。另外，当考察的因素较多时，需要太多的实验次数和较长的实验周期[3]。所以现在的培养基优化实验中一般不采用或不单独采用这种方法，而采用多因子试验。 2.多因子试验 多因子试验需要解决的两个问题: (1)哪些因子对响应具有最大(或最小)的效应，哪些因子间具有交互作用。 (2)感兴趣区域的因子组合情况，并对独立变量进行优化。
3.正交实验设计 正交实验设计是安排多因子的一种常用方法，通过合理的实验设计，可用少量的具有代表性的试验来代替全面试验，较快地取得实验结果。正交实验的实质就是选择适当的正交表，合理安排实验的分析实验结果的一种实验方法。具体可以分为下面四步： （1）根据问题的要求和客观的条件确定因子和水平，列出因子水平表； （2）根据因子和水平数选用合适的正交表，设计正交表头，并安排实验； （3）根据正交表给出的实验方案，进行实验； （4）对实验结果进行分析，选出较优的“试验”条件以及对结果有显著影响的因子。 正交试验设计注重如何科学合理地安排试验，可同时考虑几种因素，寻找最佳因 次 报道。CastroPML报道用此法设计20种培养基，做24次试验，把gamma干扰素的产量提高了45%。 6.部分因子设计法 部分因子设计法与P1ackett-Burman设计法一样是一种两水平的实验优化方法，能够用比全因子实验次数少得多的实验，从大量影响因子中筛选出重要的因子。根据实验数据拟合出一次多项式，并以此利用最陡爬坡法确定最大响应区域，以便利用响应面法进一步优化。部分因子设计法与Plaekett-Burman设计法相比实验次数稍多，如6因子的26-2部分因子设法需要进行20次实验，而Plackett-Burman设计法只需要7次实验。 7.响应面分析法
结冷胶对人体有没有危害
结冷胶对人体有没有危害 在我们购买的很多食品当中都会添加了一些食品添加剂，在食品中加入食品添加剂是被允许的，当然对于食品中可以加入多少添加剂都是有规定的，不是可以随意添加的。结冷胶一般会奶制品、面包、果酱制品以及糖果之中，对于不是食品的眼膏中也添加了结冷胶，现在就客户一下结冷胶对人体有哪些危害。 回答一： 只要一次性过多食用是没有问题的。 回答二 结冷胶别名凯可胶、洁冷胶。主要成分由葡萄糖、葡萄糖醛酸和鼠李糖按2：1：1的比例，四种单糖为重复结构单元所组成的线形多聚糖。在天然的高乙酰结构中有乙酰基和甘油酸基存在，它们都位于同一个葡萄糖基上，且平均每一个重复结构有一个甘油酸基，而每两个重复结构有一个乙酰基。经用KOH皂化后，即转变成低乙酰结冷胶。葡萄糖醛酸基上可被钾、钠、钙和镁盐中和。另含发酵生产时所产生的少量氮。 回答三 由于结冷胶优越的凝胶性能，目前已逐步取代琼脂、卡拉胶的使用。结冷胶广泛的应用在食品中，如布丁，果冻，白糖，饮料，奶制品，果酱制品，面包填料，表面光滑剂，糖果，糖衣，调味料等。也用在非食品产业中，如微生物培养基，药物的缓慢释放，牙膏等。
回答四 结冷胶可以增强面制品面条的硬度、弹性、粘度，也有改善口感、抑制热水溶胀，减少断面和减轻汤汁浑浊等作用，加入到制作饼干的面团中，也可以起到改良饼干的层次，使饼干具有良好的疏松度的作用；结冷胶作为稳定剂应用于冰淇淋可提高保型性；用于蛋糕、奶酪饼中，具有保湿、保鲜和保形的效果；结冷胶应用于糖果，可以给产品提供优越的结构和质地，并缩短淀粉软糖胶体形成的时间；也可用于替代果胶制备果酱和果冻，也能用于糕点和水果馅饼填料中；在肉制品和蔬菜类制品的加工过程中，添加结冷胶会使其具有清爽的品味，起到弥补产品口味不足的良好作用。结冷胶可与其他水溶胶一起使用，用于凝胶宠物食品；可与蔗糖、柠檬酸钠、缓慢溶解性酸（脂肪酸、己二酸）等混合成干料，加入沸水中，制成具有极高透明度的热水甜点凝胶，具有入口后快速破碎，风味释放松好的特点；可替代果胶制作果酱．也可与淀粉结合或部分取代淀粉，用糕点和水果馅饼填料。
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淀粉在食品工业中的应用 高分子092 陈冰200911024206 前言 淀粉是一种来源丰富的可再生资源。近年石油价格一路上扬，使得以石油为原料的高分子类产品价格也随之上涨。淀粉作为一种来源丰富的可再生资源，其改性产品在某些方而可以替代普通塑料，而有着优良的生物降解性，可以有效地解决白色污染问题。改性淀粉以人然淀粉为原料，在其原有性质基础上，经过特定的化学物理处理改良其原有性能被广泛应用于皮革、造纸、石汕、纺织、食品、医药等行业，并且有望以改性淀粉制备纤维，从而大大地扩大了改性淀粉的应用范围。 【摘要】：本文通过介绍淀粉的改性方法及应用，进一步讲述了当今淀粉改性在食品工业及食品包装上的应用。 【Abstract】：This paper introduces the method for modification of starch and its application, further describes the modified starch in food industry and food packaging applications. 【关键词】：淀粉改性食品环保 【Key words】: starch modified food environmental protection 天然淀粉资源十分丰富，如土豆、玉米、木薯、菱角、小麦等均有高含量的淀粉，据统计，自然界中含淀 粉的天然碳水化合物年产量 达5000亿，是人类可以取用 的最丰富的有机资源。淀粉及 其衍生物是一种多功能的天 然高分子化合物，具有无毒、 可生活降解等优点。它是一种 六元环状天然高分子，含有许 多羟基，通过这些羟基的化学 反应生产改性淀粉，另外，淀
功能性食品添加剂在功能食品开发中的应用
的低聚糖类（低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖、低聚乳果糖、乳酮糖、大豆低聚糖等）；有整肠作用的难消化糊精、瓜尔豆胶降解物、聚糊精等；调节血脂的壳聚糖；调节胆固醇的大豆蛋白；钙铁吸收促进剂CPP等；对妇女有保健作用、降低血脂、改善骨质疏松的大豆异黄酮；有护眼作用的叶黄素；有消炎和预防过敏作用的紫苏提取物；有抗氧化和预防冠心病作用的红葡萄提取物等。由于技术和价格等方面的因素，目前在食品领域中推广较好的是低聚糖类，特别是低聚果糖和低聚异麦芽糖。 1、营养强化剂——为功能食品提供更完善的营养结构 功能食品中营养成分的复合能改善单一保健成分的不足，而且通过多种营养成分复合能起到协同增效作用。如，AD钙就是维生素A、D与钙制剂的有机复合，它们可以相互促进吸收。食品添加剂中常用的营养强化剂有：矿物质类，葡萄糖酸盐(锌、钙、镁、钠、钾、铜、锰、亚铁)、乳酸亚铁、乳酸锌、乳酸钙、磷酸二氢钙、磷酸三钙、活性钙、生物碳酸钙、海藻碘；维生素类，牛磺酸、维生素A、维生素B、维生素C、维生素D、叶酸等；氨基酸类，L—赖氨酸盐酸盐、L-丙氨酸等。 其他新型的功能性原料：
玉米缩氨酸：从玉米醇蛋白中抽提出缩氨酸并精制而成，具有抑制血管紧张的功效。 糙米核酸：以糙米为原料制取的核酸，德国科学家首先发现了一旦超过20岁，体内的核酸就会日渐减少而出现衰老现象。 鱼油粉：可用于婴儿食品和面类营养添加剂。它含有不饱和脂肪酸，可防治动脉硬化症。 功能性低聚糖：改善肠道功能，具有低热量、抗龋齿等主要功能。 茶叶色素：其主要成分的药用价值已被揭示，它不仅可以作为传统色素的食品着色剂，而且可以应用于医药领域。茶叶色素对肿瘤、高脂血症等相关疾病的防治呈现出显著的效果。 乳清蛋白：乳清蛋白能刺激人体免疫系统，阻止化学诱发性癌症的发生，同时增加骨骼强度和降低LDL胆固醇水平。所以，乳清蛋白在保健制品和营养药品产品的开发中具有潜在的应用价值。全天然膳食补充剂：能够促进人体免疫系统，抑制致病菌生长，促进铁质的吸收，预防结肠癌和保护双歧杆菌。 大豆肽和小麦肽：有抑制胆固醇上升的作用。小麦肽能促进胰岛素分泌作用，其功能物质是低聚蛋氨酸，可用于调节人的血糖，改善糖尿病症状。小麦肽能阻碍血管紧张素酶的作用，因而有降血压作用。小麦肽的特点之一是含高谷酰胺，能够有效调节神经，也可作肠功能障碍时的特殊营养物质。 2、赋形剂——保持功能食品良好形态及口感 赋形剂是改良和稳定功能食品物理性质或组织状态的物质。片剂、粉剂有糊精、淀粉、硬脂酸镁、被膜剂等；水剂、膏剂有各种助溶剂、胶体、乳化剂等。它们不但能改善保健品的形态，使得保健品能保持良好口感及品质稳定的实物结构，而且能改善功能食品在人身内的吸收状态。 3、食用色素——更多的色素丰富了功能食品的色彩 “秀色可餐”，功能食品作为食品的一种来消费，好的形象外观是很重要的。可用于功能食品的天然色素有红曲红、辣椒油树脂、辣椒红、高粱红、焦糖、栀子黄、可可壳棕、虫胶红、叶绿素铜钠盐等。红曲色素本身就有保健功能，作为降血脂产品已经打入国内外市场。类胡萝卜类的天然色素、黄酮类天然色素生理功能研究也在深入进行中。 4、调味、调香——为功能食品加香增味 很多新型产品能赢得市场，它的秘诀是和完善的调味调香分不开的。很多香料够赋予产品一定的风味，还能抑制和矫正某种食物不良的气味。功能食品首先强调的是功能，所以很多功能食品（如一些保健食品）本身风味是不好的，但作为一种特殊食品，好的口味也十分必要。比如营养多肽，是多种动物、植物、微生物蛋白在一定条件下经酶解而得的高营养多肽，但口味并不象我们常吃的食品那么好，含有反应产生的不愉快的气味，也有原料带入的腥味，只有经过活性碳脱臭处理，以及调入适当的天然香料及甜味剂才能得到让人能够接受的完美的保健食品。 用于功能食品调整口味的天然甜味剂有甜菊糖甙、甘草素等，鲜味剂有氨基酸、核苷酸。酸味剂有柠檬酸等。 5、酶制剂及加工助剂 很多功能食品有效成分是从各种功能性原料中提取的，如微生物提取物需要各种酶来实现，破壁酶、分解酶、转化酶、蛋白酶等，植物提取物需要淀粉酶、糖化酶、果胶酶、纤维素等，萃取有效成分常用的就是超临界法，其中用的加工
在食品制造中结冷胶并不仅仅作为一种胶凝剂更重要的是
浙江天伟生化工程有限公司 ZheJiang Tech-Way Biochemical Co., Ltd 在食品制造中，结冷胶并不仅仅作为一种胶凝剂，更重要的是它可提供优良的质地和口感。在食品工业中，结冷胶常常与黄原咬、瓜尔豆胶、琼脂和羧甲基纤维素等胶体混合使用，还可以改良淀粉，使其获得最佳的产品质构和稳定性。 由于结冷胶优越的凝胶性能，在食品、制药、化工等领域有着广泛的应用前景，目前已逐步代替琼脂、卡拉胶使用。在食品工业中，结冷胶主要作为增稠剂、稳定剂，可用于饮料、面包、乳制品、肉制品、面条、糕点、饼干、起酥油、速溶咖啡、鱼制品、雪糕、冰淇淋等食品中，可用做生产低固形物含量果酱及果冻的胶凝剂，也用于软糖、甜食及宠物罐头中。如结冷胶应用于中华面、荞麦面和切面等面制品时，可以增强面制品面条的硬度、弹性、黏度，也有改善口感、抑制热水溶胀，减少断条和减轻汤汁浑浊等作用；结冷胶作为稳定剂(与其他稳定剂复配使用效果更好)应用于冰淇淋中可提高其保型性；结冷胶在糕点如蛋糕、奶酪饼中添加，具有保湿、保鲜和保形的效果。 结冷胶是一种线形聚合物,由于天然型结冷胶的主链上接有酰基,使所形成的凝胶柔软、富有弹性而且粘着力强,与黄原胶和刺槐豆胶的性能相似。与之相反,低酰基型的凝胶具有强度大、易脆裂的特性,与卡拉胶和琼脂的特性相似。工业上常用的是低酰基型的结冷胶。 结冷胶当有电解质存在时可形成凝胶,在结冷胶的热溶液中加入一定量的电解质(通常为钙、镁盐)冷却后得到凝胶。结冷胶在去离子水中加热至70-75℃水化。如需凝胶,则可在该温度或大于该温度时加入电解质,这时尚不形成凝胶,一直冷却至40-50℃方能形成凝胶。钙离子的最适浓度为4-6mmol,这种凝胶是热不可逆的；钠盐和钾盐也可导致凝胶,但其所需浓度约大25倍,且这类凝胶是热可逆的。如要使结冷胶溶于含有无机盐的自来水中,则需加入螯合剂,如柠檬酸钠或柠檬酸氢钠,螯合剂可与水中的钙、镁离子结合成复合物,以避免水中的盐类阻止结冷胶的水化。 结冷胶的特点是在极低的用量下（%）即可形成澄清透明的凝胶,其用量通常只是琼脂和卡拉胶的1/2-1/5,通常用量为%%。应用时,如果水中的钙离子含量超过%,就应使用柠檬酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠等螯合剂,其用量还需考虑体系中形成凝胶需要的钙、镁等二价离子浓度。螯合剂控制凝胶强度的机理与海藻酸盐一致。钙离子通常选择在中性pH值下只能微溶的二水硫酸钙,采用干法与柠檬酸钠等螯合剂并与结冷胶一起混合,溶解于冷水中并加热使其充分水化后,再趁热加入柠檬酸。由于酸性条件下二水硫酸钙的溶解度加大,有效钙离子随时间不断加大,使得冷却后形成的凝胶强度不断上升.使用螯合剂还能使结冷胶溶解于含60%的蔗糖或高果糖浆的热溶液中,体系中含有蔗糖有助于提高结冷胶的透明度。 温度上升时结冷胶溶液粘度迅速下降,但冷却后粘度又能完全恢复,当温度降低到体系的凝胶形成温度后即能迅速形成凝胶,结冷胶的凝胶形成温度取决于胶浓度及盐离子浓度,可在30-50℃以上,离子浓度增加导致凝胶形成温度上升,同时也使凝胶强度增大,但超过一定范围后（与离子种类有关）凝胶强度开始下降,与琼脂凝胶类似,结冷胶也有凝胶温度与融化温度之差, 融化温度值也与体系中的离子浓度及种类有关,其范围在70-130℃之间,使用含钙离子% 的% 结冷胶溶液,凝胶的融化温度就可高达120℃以上。 结冷胶在酸性产品中也很稳定,而以条件下性能最好。贮藏时其质构不受时间和温度的变化
酶制剂在食品工业中的应用 论文
酶制剂在食品工业中的应用 摘要：酶制剂是一类特殊的食品添加剂，具有催化高效性，专一性等显著特点。文章综述了食品工业中酶制剂利用及新动向，包括淀粉糖、油脂、蛋白质加工、面包、啤酒、饮料工业以及改善苦味的酶类的应用。并介绍了酶与食品的关系、酶制剂在食品生产中用于保藏、改善质量和增加营养价值、增加品种种类、提高便捷性和提高食品生产效率等作用。并对酶制剂在食品工业中的发展方向和安全问题进行了讨论。 关键词：酶制剂；食品工业；应用 酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质。而从生物体中提取的具有酶活力的制品，称为酶制剂。酶制剂主要用于食品加工和制造业方面，它在对提高食品生产效率和产量、改进产品风味和质量等方面有着其它催化剂所无法替代的作用。另外，酶制剂在日化、纺织、环境保护和饲料等行业也有着较广泛的应用。 随着发酵工业的发展，酶制剂的主要来源已被微生物所取代，它具有不受季节、地区和数量等因素影响的特性，还具有种类多、繁殖快、质量稳定和成本低等特点。随着微生物育种技术的发展，酶制剂的种类越来越多，分类也越来越细。目前我国已工业化生产的、且用于食品工业的酶制剂主要有：淀粉酶、异淀粉酶、果胶酶和蛋白酶等，它们在食品加工中都起着十分重要的作用。当然，尽管目前我国酶制剂行业的发展已有了长足进步，但与发达国家相比，还有很大差距。为进一步加快酶制剂产业技术的进步，今后应注重在调整产品结构、增加新品种、提高产品质量和竞争力、实现规模化经营和拓宽应用领域等方面作深入的研究。 1．酶与食品的关系 在食品生产加工中，为了保持食物原有的色、香、味和结构，就要尽量避免引起剧烈的化学反应。酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质，因此作用条件非常温和。许多酶所催化的反应从动植物最初生长时就开始了，当它被作为食品时，其体内酶的催化作用仍然继续进行着。如动物体死后，其合成代谢停止，而分解代谢加快，因此就会导致组织腐败，但这可能也会改善某些食品原料的风味。在大多数成熟的水果中，由于某些酶的增加，会使得其呼吸速度加快，淀粉转变为糖，叶绿素发生降解，细胞体积快速增加。这些变化，对于水果风味的改善是有益的；而对蔬菜来讲，叶绿素的降解则是有害的。 2．与食品生产有关的酶制剂 2．1与淀粉糖和甜味剂生产有关的酶制剂 淀粉酶工业上应用酶制剂已有数十年的历史，淀粉加工用酶所占比例达到15%，是酶制剂最大的市场。近年来淀粉酶类耐热性大大提高，并已通过基因工程技术改善其品质。特别要提到的是一系列新的酶制剂的发现和应用，如在1995年已经工业化的酶转化淀粉生产海藻糖，改变了先前从酵母等食物中抽提的生产方法，生产成本大大下降。这种糖不仅耐酸、耐热、防龋齿，还可抑制蛋白质变性和油脂酸败，市场日益扩大。 2．2与油脂生产有关的酶制剂 油脂是人类食品的主要营养成分之一，有赋予食品不可缺少的风味，而且用酶法生产有益健康的油脂的正逐步应用成熟，如用DNA等高度不饱和脂肪酸作为食品的原材料所制作的食品销售额已达400亿日元。 2．3与蛋白质有关的酶制剂 蛋白质在食品加工中，不仅具有营养的功能还具有各种物理功能，提高这类功能将会增加其附加值，要达到这个目的需要利用蛋白酶类。为了以蛋白质水解后的产物作为生产氨基酸系列的调味品，就必须把蛋白质彻底分解为氨基酸。 2．.4与面包生产有关的酶制剂
发酵工艺优化
发酵工艺优化 从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处 1、消毒方式不同，摇瓶是外流蒸汽静态加热（大部分是这样的），发酵罐是直接蒸汽动态加热，部分的是直接和蒸汽混合，会因此影响发酵培养基的质量，体积，PH，透光率等指标。扩大时摇考虑 2、接种方式不同，摇瓶是吸管加入，发酵罐是火焰直接接种（当然有其他的接种方式），要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。 3、空气的通气方式不同，摇瓶是表面直接接触。发酵罐是和空气混合接触，考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。 4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好控制，湿度控制好的话，蒸发量会少。发酵罐蒸发量大，但是可以通过补料解决的。 5、搅拌方式不同，摇瓶是摇转方式进行混合搅拌，对菌株的剪切力较小。发酵罐是直接机械搅拌，注意剪切力的影响和无菌的影响。 6、PH的控制，摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH，发酵可以直接流加控制PH，比较方便。 7、温度控制，摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度，但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制，注意降温和加热的影响。 8、注意染菌的控制方法不一样，发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。 9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测，但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。 10、原材料不一样，发酵所用原材料比较廉价而且粗旷，工艺控制和摇瓶区别很大等等 发酵工艺中补料的作用 补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点： (1)可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变，造成菌丝大量生长等问题，改善发酵液流变等性质，使得发酵过程泡沫得以控制，节省消泡剂，并提高了装罐系数。 (2)可以控制细胞质量，以提高芽抱的比例，并使pH得以稳定。 (3)可以解除底物抑制，产物反馈抑制和分解阻遏。 (4)可以使“放料和补料”方法得以实施。该方法在发酵后期、产生了一定数量代谢产物后，在发酵液体积测量监控下，放出一部分发酵液，同时连续补充——部分新鲜营养液，实现连续带放、既有利于提高产物产量．又可降低成本，使得发酵指数得以大幅度提高。 (5)利用FBC技术、可以使菌种保持最大的生产力状态．随着传感技术以及对发酵过程动力学理沦深入研究、用模拟复杂的数学模型使在线方式实最优控制成为可能。 连续补料控制目前采用有反馈控制和无反馈控制两种方式。有反馈控制：选择与过程直接关系的可检测参数作为控制指标，例如可以测量、控制发酵液PH、采用定量控制葡萄糖流加。稳定PH在次级代谢最旺盛水平。而无反馈控制FBC是指无固定的反馈参数，以经验和数学模型相结合的办法来操作最优化控制、从而使抗生素发酵产量得以大幅度提高。例如发酵过程中前体的补加。由此可见，要实现对发酵过程的有效控制，就先要解决补科的连续控制问题。 目前国外发酵生产过程连续补料采用：流量计(电磁流量计、液体质量流量计)、小型电动、气动隔膜调节阀和控制器来实现连续补料控制。菜发酵工厂在中试试验中还成功地运用了电子称加三阀控制的自动补科系统 至于装液量的问题，应该从以下几个方面考虑： 1、保持在你所需要的转速培养情况下（尤其是在后期，菌丝很多时，转速很高时），不能让发酵液把你的塞子湿掉，容易造成染菌。 2、装液量的体积在消毒过程中，不能因为沸腾把塞子湿掉，或者跑出三角瓶，装液量太多会出现这样的情况。很容易染菌。 3、根据你的菌种的情况和发酵液的粘度，需要的混匀程度等等方面也要考虑。 4、建议你做一个梯度试验（40－50－60－70－80等）就可以找到你所需要的装液量。 关于剩余空气的排除在灭菌完毕后（100度左右），立刻用盖子或者其他的用品把你的培养摇瓶盖好，有时候这么点空气根本对兼性厌氧发酵没有什么影响，如果你的菌种要求很严的话，最好用干冰加入已经灭菌的空摇瓶后，立刻用其他的样品培养基分装即可。当然也可以用氮气。最好是二氧化碳。 你可以再查查看是否有其他的方法，我说的也不完全。！！
功能性食品与药品的区别
功能性食品与药品的区别 功能性食品与药品有着严格的区别，不能认为功能性食品是介于食品与药品之间的一种中间产品或加药产品。 功能性食品与医药品的区别，主要体现在： 1.药品是用来治病的，而功能性食品不以治疗为目的，不能取代药物对病人的治疗作用。功能性食品重在调节机体内环境平衡与生理节律，增强机体的防御功能，以达到保健康复的目的。 2.功能性食品要达到现代毒理学上的基本无毒或无毒水平，在正常摄入范围内不能带来任何毒副作用。而作为药品，则允许一定程度的毒副作用存在。 3.功能性食品无需医生的处方，没有剂量的限制，可按机体的正常需要自由摄取。 五、功能性食品的常用原料 （一）药食两用的动植物品种 我国卫生部至今已批准3批共77种属于药食两用的动、植物品种。用除此之外的中草药加工制得的产品，从严格角度出发，不应属于功能性食品的范畴。 这77种药食两用品种分别为： 1.种子类 枣（大枣、酸枣、黑枣）、酸枣仁、刀豆、白扁豆、赤小豆、淡豆豉、杏仁（苦、甜）、桃仁、薏苡仁、火麻仁、郁李仁、砂仁、决明子、莱菔子、肉豆蔻、麦芽、龙眼肉、黑芝麻、胖大海、榧子、芡实、莲子、白果（银杏种子）。 2.果类 沙棘、枸杞子、栀子、山楂、桑葚、乌梅、佛手、木瓜、黄荆子、余甘子、罗汉果、益智、青果、香橼、陈皮、橘红、花椒、小茴香、黑胡椒、八角茴香。 3.根茎类 甘草、葛根、白芷、肉桂、姜（干姜、生姜）、高良姜、百合、薤白、山药、鲜白茅根、鲜芦根、莴苣。 4.花草类 金银花、红花、菊花、丁香、代代花、鱼腥草、蒲公英、薄荷、藿香、马齿苋、香薷、淡竹叶。 5.叶类 紫苏、桑叶、荷叶。 6.动物类 乌梢蛇、蝮蛇、蜂蜜、牡蛎、鸡内金。 7.菌类 茯苓。 8.藻类 昆布。 （二）食品新资源品种 食品新资源管理的6类14个品种现已作为普通食品管理，它们也是开发功能性食品的常用原料。 1.油菜花粉、玉米花粉、松花粉、向日葵花粉、紫云英花粉、荞麦花粉、芝麻花粉、高粱花粉。 2.钝顶螺旋藻、极大螺旋藻。
发酵工艺优化
发酵工艺优化---现代发酵工业调控策略 发布日期：2010-04-10 来源：[标签:来源] 作者：[标签:作者] 浏览次数：716 发酵是细胞大规模培养技术中最早被人们认识和利用的。发酵技术在医药、轻工、食品、农业、环保等领域的广泛应用，使这一技术在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。为了提高发酵生产水平，人们首先考虑的是菌种的选育或基因工程的构建。而实际上，发酵工艺的优化，包括生物反应器中的工程问题，也同样非常重要。发酵环境条件的优化发酵环境条件的优化是发酵过程中最基本的要求，也是最重要、最难掌握的技术指标。温度、pH值、溶氧、搅拌转速、氨离子、金属离子、营养物浓度等的优化控制，依据不同的发酵而有所不同。同时，微生物在 发酵是细胞大规模培养技术中最早被人们认识和利用的。发酵技术在医药、轻工、食品、农业、环保等领域的广泛应用，使这一技术在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。为了提高发酵生产水平，人们首先考虑的是菌种的选育或基因工程的构建。而实际上，发酵工艺的优化，包括生物反应器中的工程问题，也同样非常重要。发酵环境条件的优化发酵环境条件的优化是发酵过程中最基本的要求，也是最重要、最难掌握的技术指标。温度、pH 值、溶氧、搅拌转速、氨离子、金属离子、营养物浓度等的优化控制，依据不同的发酵而有所不同。同时，微生物在生长的不同阶段、生产目的代谢产物的不同时期，对环境条件可能会有不同的要求。因此，应该在生物反应器内，使温度、pH值、溶氧、搅拌转速等不断变换，始终为其提供最佳的环境条件，以提高目的产物的得率。在发酵放大实验中，一般都很注重寻找最佳的培养基配方和最佳的温度、pH值、溶氧等参数，但往往忽视了细胞代谢流的变化。例如：在溶解氧浓度的测量与控制时，关心的是最佳氧浓度或其临界值，而不注意细胞代谢时的摄氧率；用氨水调节pH值时，关心的是最佳pH值，却不注意添加氨水时的动态变化及其与其他发酵过程的参数的关系，而这些变化对细胞的生长代谢却非常重要。基于此，华东理工大学的张嗣良提出了“以细胞代谢流分析与控制为核心的发酵工程学”的观点。他认为，必须高度重视细胞代谢流分布变化的有关现象，研究细胞代谢物质流与生物
结冷胶简介和用途
结冷胶简介和用途 一、 结冷胶是上个世纪80年代继黄原胶之后开发的最有市场的食品微生物多糖之一，与其他食品胶相比，结冷胶存在着明显的优势，某些特性优于黄原胶。由于它具有优异的性能、使用量低以及是微生物发酵而来具有快速生产的优点，使得结冷胶在很短时间内被广泛应用于食品工业中。结冷胶过去称多糖PS一60，它的常见凝胶是一种脆性胶，对剪切力非常敏感，食用时有入口就化的感觉。由于结冷胶可以在极低的使用量下产生凝胶，0．25％的使用量就可以达到琼脂15％的使用量和卡拉胶l％的使用量的凝胶强度，现已逐步代替琼脂和卡拉胶在食品工业中的应用。 结冷胶能溶于冷水，但形成凝胶的条件是需要先加热并有一定量的盐离子存在。这样，结冷胶溶液才会冷却后形成热可逆型凝胶，凝胶的强度、形成温度及融化温度都与盐离子浓度和种类密切相关。凝胶有良好的稳定性，耐酸，耐高温，热可逆，还能抵抗微生物及酶的作用。在高压蒸煮和烘烤条件下都很稳定。在酸性产品中也很稳定，而以pH在4．0—7．5条件下性能最好。贮藏时其质构不受时间和温度的变化而变化。结冷胶使用方便，略加搅拌即分散于水中，加热即溶解成透明的溶液，冷却后，形成透明但坚实的凝胶。结冷胶是一种线性聚合物，当有电解质存在时可形成凝胶。无论是单价阳离子，如钠和钾，还是二价阳离子，如镁和钙，都可用于与低酰基型结冷胶生成坚实、脆性凝胶。但是最大凝胶硬度和模数是在非常低的二价阳离子浓度时产生的。大约O．5mM的钙和镁离子等于约150mM 钾和钠离子在0．5％凝胶中所生成的最大凝胶模数和硬度。低酰基型结冷胶凝胶的模数和硬度随胶深度的增加而增加，而凝胶脆性和弹性保持相对不变。而纯化产品由于较高的多糖含量，在任何特定胶浓度时都有较高的硬度和模数。很明显，胶浓度、离子浓度是相互依存的两个参数，可用于调节产生最佳凝胶硬度和模数。 结冷胶另一特点是可形成热可逆凝胶，类似于琼脂和明胶，也能形成盐诱导的凝胶，类似海藻胶和卡拉胶。这些性质进一步增加了结冷胶应用的多样性，比如，低酰基结冷胶溶于去离子水或有一种多价螯合剂存在时溶于低离子强度溶液，随后加入二价阳离子可制备冷水凝胶。 结冷胶是一种从自然保护湿地的土壤中分离所得的格兰氏阴性菌--伊乐藻假单胞杆菌（）对碳水化合物进行纯种发酵后、经提纯精制而得的多糖胶质。它是一种新型的全透明的凝胶剂，具有其它凝胶剂无法比拟的优异特性，是琼脂、卡拉胶、海藻酸胶等凝胶剂最理想的替代品。 在食品方面饮料中，结冷胶可用于制备隐型饮料、胶化汽水、果味爽等饮料产品；还可用于制备珍珠胶粒，生产果粒悬浮饮料，与用海藻胶制成的胶粒相比不同的是其胶粒具有口感滑韧、品质稳定、颜色风格多样的特点。用于冰淇淋可替代卡拉胶、明胶、海藻胶和果胶的使用，提供更优质的凝胶和稠度。 在医药方面：在医药工业中，结冷胶可用与眼药水、软硬胶囊、微胶囊及其它包衣药品中，其良好的成膜性可作为药物的缓释载体进行使用。 在日化方面：在牙膏、香水、防晒品、洗发品及其它护肤品中，结冷胶作为结构剂使用，可
功能性食品题库及答案汇编
1、什么叫功能性食品？为什么世界上都受到欢迎？ 功能性食品的定义，是强调其成分对人体能充分显示机体防御功能、调节生理节律、预防疾病和促进康复等功能的工业化食品。 1搞清了许多有益健康的功效成分、疾病发生与膳食间的关系，使得通过改善膳食和发挥食品本身的生理调节功能，达到提高人类健康的目的。 2高龄化社会的形成，各种老年病、儿童病以及成人病发病率的上升，引起人们的恐慌。 3营养学知识的普及和新闻媒介的大力宣传，使得人们更加关注健康和膳食的关系，对食品、医药和营养的认识水平得以提高。 4收入增加和消费水平提高，人们有钱来购买相对昂贵的功能性食品，从而形成了相对稳定的特殊营养消费群。 2、什么叫保健食品？它必须符合哪些条件？ 指具有特定功能的食品，适宜于特定人群食用，可调节机体的功能，又不以治疗为目的。 ①保健食品首先必须是食品，必须无毒、无害，符合应有的营养要求。 ②保健食品又不同于一般食品，它具有特定保健功能。 ③保健食品通常是针对需要调整某方面机体功能的特定人群而研制生产的，不存在对所有人都有同样作用的所谓“老少皆宜”的保健食品。 ④保健食品不以治疗为目的，不能取代药物对病人的治疗作用。 3、什么叫功能性食品的功效成分？可分为哪几大类？ 功能性食品中真正起生理作用的成分，称为功效成分或称活性成分、功能因子。富含这些成分的配料，称为功能性食品基料，或活性配料、活性物质。 1．功能性碳水化合物：如活性多糖、功能性低聚糖等。 2．功能性脂类：多不饱和脂肪酸、磷脂等 3.氨基酸、肽与蛋白质：如牛磺酸、GSH、免疫球蛋白、酶蛋白等。 4．维生素和维生素类似物：黄酮等 5．矿物元素: 硒 6．植物活性成分：如皂苷、生物碱、萜类化合物、有机硫化合物等。 7．益生菌：乳酸菌类，双歧杆菌。 8．低能量食品成分：包括蔗糖、脂肪替代品等。 4、什么叫健康与亚健康？功能性食品在促进健康方面有什么作用？ 健康一词是指一个人在身体、心理和社会适应等各方面都处于完满的状态，而不仅仅是指无疾病或不虚弱而已。1.身体(躯体)健康:各器官结构功能完好.2.心理健康:精神健康 3.社会适应能力 亚健康是指健康的透支状态，即身体确有种种不适，表现为易疲劳，体力、适应力和应变力衰退，但又没有发现器质性病变的状态 作用：功能性食品除了具有普通食品的营养和感官享受两大功能外，还具有调节生理活动的第三大功能，也就是其体现在促进机体健康、突破亚健康、祛除疾病等方面的重要作用。 5、功能性食品与医药品有什么区别？ 功能性食品与药品有着严格的区别，不能认为功能性食品是介于食品与药品之间的一种中间产品或加药产品。 ①药品是用来治病的，而功能性食品不以治疗为目的，不能取代药物对病人的治疗作用。功
发酵工艺优化
发酵工艺优化 发酵工艺优化 从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处 1、消毒方式不同，摇瓶是外流蒸汽静态加热（大部分是这样的），发酵罐是直接蒸汽动态加热，部分的是直接和蒸汽混合，会因此影响发酵培养基的质量，体积，PH，透光率等指标。扩大时摇考虑 2、接种方式不同，摇瓶是吸管加入，发酵罐是火焰直接接种（当然有其他的接种方式），要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。 3、空气的通气方式不同，摇瓶是表面直接接触。发酵罐是和空气混合接触，考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。 4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好控制，湿度控制好的话，蒸发量会少。发酵罐蒸发量大，但是可以通过补料解决的。 5、搅拌方式不同，摇瓶是摇转方式进行混合搅拌，对菌株的剪切力较小。发酵罐是直接机械搅拌，注意剪切力的影响和无菌的影响。 6、PH的控制，摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH，发酵可以直接流加控制PH，比较方便。 7、温度控制，摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度，但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制，注意降温和加热的影响。 8、注意染菌的控制方法不一样，发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。 9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测，但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。 10、原材料不一样，发酵所用原材料比较廉价而且粗旷，工艺控制和摇瓶区别很大等等 发酵工艺中补料的作用 补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点： (1)可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变，造成菌丝大量生长等问题，改善发酵液流变等性质，使得发酵过程泡沫得以控制，节省消泡剂，并提高了装罐系数。 (2)可以控制细胞质量，以提高芽抱的比例，并使pH得以稳定。 (3)可以解除底物抑制，产物反馈抑制和分解阻遏。 (4)可以使“放料和补料”方法得以实施。该方法在发酵后期、产生了一定数量代谢产物后，在发酵液体积测量监控下，放出一部分发酵液，同时连续补充——部分新鲜营养液，实现连续带放、既有利于提高产物产量．又可降低成本，使得发酵指数得以大幅度提高。 (5)利用FBC技术、可以使菌种保持最大的生产力状态．随着传感技术以及对发酵过程动力学理沦深入研究、用模拟复杂的数学模型使在线方式实最优控制成为可能。 连续补料控制目前采用有反馈控制和无反馈控制两种方式。有反馈控制：选择与过程直接关系的可检测参数作为控制指标，例如可以测量、控制发酵液PH、采用定量控制葡萄糖流加。稳定PH在次级代谢最旺盛水平。而无反馈控制FBC是指无固定的反馈参数，以经验和数学模型相结合的办法来操作最优化控制、从而使抗生素发酵产量得以大幅度提高。例如发酵过程中前体的补加。由此可见，要实现对发酵过程的有效控制，就先要解决补科的连续控制问题。 目前国外发酵生产过程连续补料采用：流量计(电磁流量计、液体质量流量计)、小型电动、气动隔膜调节阀和控制器来实现连续补料控制。菜发酵工厂在中试试验中还成功地运用了电子称加三阀控制的自动补科系统
网络技术在食品工业中的应用分析
网络技术在食品工业中的应用分析
网络技术在食品工业中的应用分析 智研数据研究中心网讯： 内容提要：运用高新技术和信息网络技术对现有食品加工装置和生产工艺进行改造, 是技术进步的重要手段。大力推广电子计算机进入生产领域, 根据生产工艺特点, 编制控制软件, 由电脑自动控制各个环节的生产工艺要求, 自动协调控制阀门。使人工操作、经验判断为主的加工过程逐步过渡到以电脑自动控制为主。既避免了操作失误、经验失误、减轻工人的劳动强度, 又能保证和提高产品的内在、外观的各项综合指标。 智研数据研究中心发布的：2012-2016年中国农副食品加工业市场监测与投资前景分析报告 1采用高新技术, 将为发展食品工业大展宏图。 充满希望的21 世纪, 以信息技术为中心, 包括生物技术和网络技术为重要内容的高新技术的发展, 对食品工业的发展将起着极大的推动作用。我国是农业大国, 食品工业技术发展制约着农业的发展。 面对国内外日益激烈的市场竟争, 我国的可利用资源减少, 人口却在增加, 生存与发展始终是头等大事, 所以食品工业一直是我国政府十分重视的支柱产 业之一。要发展食品工业, 首先要重视其技术的发展, 尤其是食品工业中的新型制造技术的应用, 唯有如此, 方能兴旺食品工业, 使之对农业产生导向作用。 1. 1 生物技术在食品工业中的应用。生物技术在其发展过程中始终与食品工业有着密不可分的关系。现代生物技术的飞速发展及其在食品工业中应用是近代食品工业取得非凡成就的重要因素, 它为解决人类食品、营养、保健、环境、资源等问题开辟了崭新的途径。目前国际市场上以生物技术为基础的食品工业
产值为2 500 亿美元。生物技术在国内食品工业中已得到广泛的应用, 例如基因工程技术在食品品质改良方面, 以高产、优质、抗病虫害、高蛋白含量为主要目标; 利用微生物发酵及酶工程技术, 可生产出门类众多的传统发酵食品等, 还可利用生物技术对传统食品加工工艺进行改造。现代食品新型制造技术随着科学技术进步而不断发展, 日趋成熟。而且各种现代食品新型制造技术相互组合使用, 将会产生更佳的经济效益。 1. 2网络技术在食品工业中的应用。运用高新技术和信息网络技术对现有食品加工装置和生产工艺进行改造, 是技术进步的重要手段。大力推广电子计算机进入生产领域, 根据生产工艺特点, 编制控制软件, 由电脑自动控制各个环节的生产工艺要求, 自动协调控制阀门。使人工操作、经验判断为主的加工过程逐步过渡到以电脑自动控制为主。既避免了操作失误、经验失误、减轻工人的劳动强度, 又能保证和提高产品的内在、外观的各项综合指标。建立在高新技术基础上的食品工业, 将不断创新和加大综合利用广度和深度、节约资源、节约能源, 增加经济效益,使食品工业尽早成为无污染、保持生态环境的绿色行业。 2重视人才培养与人才引进, 向国际水平靠拢。 以前, 我们的国门没打开, 长期以来产供销全都是计划经济运行, 所以市 场经济商品意识淡薄。参加世贸组织后国门打开了, 情况发生突变。外国食品已大批量涌入中国市场, 且产品质量上乘、款式新颖、口味新奇、包装精美, 对我们的传统食品引起了不小的冲击。 食品行业的生产、管理、营销是一个庞大的系统工程, 要求不同层次的人员来运作, 尤其是决策指导的高层面人员, 具备素质全面、精通国际贸易规则。 教育部门要开设食品专业, 培养适应新时代的食品行业管理人才, 同时高校、高职、中职、技工学校也要培养不同层面的生产、管理人员。市场竞争的深层次是人才竞争。