发酵在食品中的应用及研究进展

合集下载

微生物发酵技术在食品生产中的应用研究

微生物发酵技术在食品生产中的应用研究

微生物发酵技术在食品生产中的应用研究第一章:引言微生物发酵技术是一种重要的工业生产方法,被广泛应用于食品、药品、化工等领域。

发酵技术通过利用微生物在特定条件下产生的生理功能和代谢产物,将原始有机物转化为有用的化合物。

在食品生产中,微生物发酵技术已经成为一种非常重要的生产手段。

本文将探讨微生物发酵技术在食品生产中的应用研究。

第二章:微生物在食品发酵过程中的应用微生物在食品生产中的应用可以追溯到几千年前。

通过变化食品的味道、香气、颜色和口感等特征,微生物可以让食品更加美味。

今天,微生物发酵技术的应用已经发展到了一个高水平,让食品行业获得了极大的益处。

以下是微生物在食品生产中最常见的应用:2.1 酸奶发酵酸奶是一种含有益生菌的食品。

这些菌株都是利用微生物发酵生产出来的。

通过利用乳酸菌的发酵功效,可以将牛奶转化为酸味的酸奶。

这种食品具有很多益处,包括增强人体抵抗力,维护肠道健康等。

2.2 味精发酵味精是一种常用的调味剂,它是通过米曲霉(一种真菌)的发酵生产出来的。

米曲霉可以将谷物中的淀粉转化为糖,然后将糖发酵转化为氨基酸。

氨基酸是味精的重要组成部分,经过其他工艺处理变成味精。

2.3 酱油发酵酱油也是一种发酵产品。

它是通过利用大豆、面粉、麦芽等食材经过细菌和霉菌的复杂发酵工艺生产而成。

这种发酵过程需要长时间,有时需要长达数年。

酱油中含有的有机物对于人体健康有益处。

2.4 醋发酵醋是一种常用的调味品和食品,也是通过发酵生产的。

醋种菌通过发酵将酒精转化为醋酸,从而形成醋。

醋中含有的有机酸可以提高人体的酸碱平衡,并且对于改善消化有益处。

第三章:微生物发酵技术在食品生产中的优势微生物发酵技术在食品生产中的应用有很多优势。

以下是一些重要的优点:3.1 节约资源通过微生物发酵技术,可以节约原材料和能源。

发酵技术可以转化一些原材料为其他材料,从而减少浪费。

微生物发酵过程不需要高温高压,不会产生废气废水,节约了能源和材料。

现代发酵工程技术在食品领域的应用研究进展

现代发酵工程技术在食品领域的应用研究进展

现代发酵工程技术在食品领域的应用研究进展摘要:随着科学技术的不断进步,人们对生活的需求也逐渐增加。

目前,生物技术的发展已成为人们关注的话题。

生物工程主要由细胞工程、基因工程、酶工程和发酵工程等组成,在现实生活中得到广泛应用。

发酵工程是基因工程和细胞工程的产物。

实际应用在食品工业、工业发展、医药研发等方面具有不可替代的作用。

论述了发酵工程在我国食品工业中的应用和发展。

关键词:发酵工程;食品领域;应用研究前言:现代生物技术是利用微生物生长和相应的代谢活动在生产各种有用材料的一种工程,发酵工程在整个生物工程技术中占有重要地位,主要包括培育优良的菌种和发酵生产。

谢产品,微生物的生产,天然物质的转化,等等。

发酵工程微生物有效地应用于高新技术的工业生产过程中,现代生物技术的影响非常广泛,如新食品、饮料配料、稳定剂、制造或相关领域的衍生物等。

1发酵工程的发展阶段1.1农产手加工因为在过去,社会经济不发达,人们主要是农业生产,然后发酵工程只在家里或作坊里发酵,发酵生产也就是我们所说的自然手工加工。

当时,因为科技不发达,人们只能通过存在于微生物的性质,进行了处理,但这种方法只用于生产,因为微生物纯自然的许多问题,如萃取效率高,存活率低,甚至可能是生病了,等等。

这也极大地制约了食品领域发酵工程的发展。

1.2近代发酵工程20世纪20年代,由于技术的兴起,工业、食品和医药的需求,传统的生产方式并不满足。

因此,人们使用化学和化学工程技术从农业化学和化学工程中学习来规范发酵过程。

采用机械生产和化学训练,代替传统的手工操作,不仅提高了生产效率,还使发酵工程在发酵生产中取得了第一个历史性的进步。

1.3现代发酵工程通过发酵工程的不断发展,人们逐渐意识到化学工程的模式处理发酵工业生产的问题,玩很难达到预期的效果,化学可能生产的微生物对人体有害的化学物质,严重影响了人们的健康。

因此,它很快被生物工程所取代。

这种生物工程技术是利用微生物的基因,有效地改造它,达到人们想要的效果,满足人们生活的需要。

发酵技术在调味品中的应用研究进展

发酵技术在调味品中的应用研究进展

发酵技术在调味品中的应用研究进展摘要:随着人们生活质量的改善,人们对食品领域的关注度越来越高,对食品的要求也随之提高。

为此,人们在日常生活的烹饪中常常使用各种各样的调味品来改善食品的风味。

发酵技术在调味品制作中发挥着不可或缺的作用,发酵技术的应用不仅可以丰富调味品的种类,而且可以改善食物的品质和风味。

常见的调味品如酱油、食醋、蚝油、虾酱等都可通过发酵技术制备而成。

发酵是复杂的生物过程,发酵技术需要严格的卫生措施和环境控制条件,才能确保发酵产品能够不受有害微生物的影响,保障发酵食品安全。

关键词:发酵技术;调味品;应用;美味的食物大多是通过调味品实现的。

食品调味品不仅可在一定程度上改善食物的感官性状,如去除原料的腥臊异味、提高食物鲜味、增添菜肴香味和改善食品色泽的功能,从而能增进人们的食欲。

而人们在日常生活中使用的调味品,如酱油、醋等都可利用发酵技术制备得来。

发酵技术的应用不仅可以有效提升食品的口感,并且使得人们的饮食更加多样化。

一、发酵技术的概述发酵技术是指利用微生物的代谢作用,运用多种技术、手段控制发酵过程,进行生产发酵产品的技术。

我国发酵技术拥有悠久的历史,为后世积累了丰富的发酵经验。

我国发酵技术早先主要运用在家庭手工作坊进行生产,但落后的生产条件限制了大规模生产产品的发展。

近现代随着科学技术不断更新,逐渐实现了大规模的工业化生产,并在食品加工行业得到了广泛的应用。

生活中常见的食品,如面包、酒类、酸奶、调味品、腌菜以及干酪等都是通过发酵技术制备而成。

微生物在发酵过程中处于至关重要的位置,发酵的基本原理是借助各种微生物在有氧或无氧条件下的代谢活动来制备微生物菌体或代谢产物。

而在不同种类的食品发酵中,其具体原理和应用也是不尽相同。

二、发酵技术在调味品中的应用现状(一)酱油酱油是烹饪中必不可少的液体调味品,主要由麸皮、小麦、大豆等加入水和食盐酿造而成。

酱油的酿造采用了在国际上较为先进的发酵技术,如微生物调控技术、膜分离技术以及优势菌干扰技术。

微生物发酵技术及其在食品生产中的应用

微生物发酵技术及其在食品生产中的应用

微生物发酵技术及其在食品生产中的应用自古以来,人们就在生活中应用各种发酵技术来制作食品,并且这种传统的制作方法在现代社会也得到了广泛的应用。

随着科学技术的不断发展,微生物发酵技术逐渐成为一种非常重要的食品生产工艺,不仅可以通过这种技术制造出各种美味的食品,还可以在生产过程中控制产品的品质和安全性。

一、微生物发酵技术微生物发酵技术是利用微生物(如细菌、酵母菌等)在一定条件下生长繁殖和代谢产生的各种化合物来实现生产目的的一种技术。

微生物发酵技术的发展离不开现代化的代谢工程学和生物学研究,这些学科对于制备大量纯化的生物催化剂、提高产率和降低成本都具有重要作用。

在微生物发酵技术中,微生物一般被称为“发酵菌”,它们在特定的生长和营养条件下可以进行多样化的代谢过程,释放出各种有用的代谢产物,如酒精、醋酸、酪酸、乳酸、酱油、味精、糖醇、酵素等。

从微观的角度来看,这些产物的生成与微生物的代谢活动息息相关,可以分为碳代谢、氮代谢、酸碱代谢、能源代谢等多个层面。

二、微生物发酵技术在食品生产中的应用1. 酵母发酵制备面包酵母是一种常用的微生物发酵菌,它可以嫁接成为酵母细胞,在面粉和水混合过程中释放出二氧化碳,使面团变得膨胀,并产生微甜味。

面包是一种众所周知的食品,可以通过酵母发酵技术制备,不仅营养丰富,而且口感十分香脆。

此外,面包的口感和品质等级与发酵时间、温度、原料质量等因素有关。

2. 发酵豆制品发酵豆制品是一种常见的食品,如豆腐、豆浆、味噌等。

通过加入盐、酱油、味精等调味料,可以制成各种口味豆制品,并能够改善豆类蛋白的味道和营养特性。

豆制品的发酵过程中产生的有机酸和酵素可以促进豆蛋白的分解和降解,使得蛋白质更加易于消化和吸收,具有更高的营养价值。

3. 酸奶发酵酸奶是一种乳酸菌发酵而成的乳制品,它不仅口感酸甜,还含有丰富的维生素和矿物质。

酸奶的制作过程中常常使用乳酸菌,这种微生物可以代谢乳糖生成乳酸,使得牛奶的pH值降低,从而保护其不受微生物污染和腐败。

发酵工程在食品工业中的应用

发酵工程在食品工业中的应用

发酵工程在食品工业中的应用随着人类对食品安全和健康越来越重视,食品工业需要寻求使其食品更加安全和健康的新方案。

发酵工程是食品工业中提高食品安全和营养的一种重要的技术,它采用分子生物学、生物化学、微生物学等科学技术及手段,利用微生物发酵技术产生有益的生物产物,调控环境因子,使微生物受到良好的促进,实现对特定有机物的高效生物转化,以达到食品加工方面的理想效果,是食品工业中获得食品安全和改善营养成分的重要手段之一。

一、发酵产物合成。

利用发酵技术,可以制备出一些特殊的发酵产物,如乳酸、乳酸菌、胆固醇、糖精、醋酸钠等。

这些产物在食品中有着重要的应用,可以使食品拥有更优质的口感和风味,增加食品的营养价值和提升食品的可食用安全性。

二、发酵作物减缓发酵。

利用发酵技术,可以抑制有害的微生物的生长,从而延缓食物的变质。

比如,葡萄酒发酵可以抑制酢酸乙酯的生长,从而阻止糖分过度发酵;面包发酵可以抑制有毒物质产生,从而延缓食物降解;乳品发酵能够在乳制品表面形成乳头菌拮抗肽,抑制乳腺炎之类的细胞群体病原菌。

三、发酵变性技术,改变食品的口感和风味。

食物发酵过程中还可以产生多种抗氧化成份,使食品拥有独特的口感和风味。

比如,大豆酱的发酵可以改变它的口感和风味,使之更加好吃;白酒、黄酒发酵可以增加酒精浓度,使酒有更好的口感和风味;酱油发酵也可以产生抗氧化成分,改善酱油的口感和风味。

四、发酵技术和其他食品加工方法的结合应用。

发酵技术可以利用抗酸剂和热处理防止食品的降解,使食品的营养价值得到锁定;可以运用抗氧化剂预防发酵过程中的氧化反应。

例如,金锣酱发酵前先用热油炸,抑制酪胺酸类的游离形式,防止发酵过程中胡萝卜素等营养物质失去;牛奶发酵前先用抗酸剂进行pH调节,使微生物得以增殖。

以上就是发酵工程在食品加工中的应用。

发酵工程被越来越多地应用于食品加工过程中,为改善食品营养素含量,提高食品安全性和口味,提供了有效和可靠的手段。

发酵对食品中异味物质的去除和掩盖作用研究

发酵对食品中异味物质的去除和掩盖作用研究

发酵对食品中异味物质的去除和掩盖作用研究发酵是一种自然界普遍存在的生物化学过程,在食品加工和烹饪过程中发挥着重要的作用。

发酵可以改变食品的味道、口感和营养品质,同时也可以对食品中的异味物质进行去除和掩盖。

本文将探讨发酵对食品中异味物质的去除和掩盖作用的研究,以及其机制和应用前景。

一、发酵对食品中异味物质的去除作用研究食品中的异味物质来源广泛,包括有机物质、无机物质和微生物产生的代谢产物等。

虽然有些异味物质对食品品质没有直接的影响,有些则会对食品的口感和食欲产生负面影响。

因此,如何有效地去除食品中的异味物质成为了食品加工过程中的一个关键问题。

1. 发酵过程中的异味物质去除在发酵过程中,利用发酵菌的代谢活性,可以将食品中的异味物质转化为其他物质,从而实现去除的目的。

对于含有硫化物的食品,如海鲜、蛋类等,发酵过程中的硫化菌可以将硫化物转化为硫酸盐和气体,从而去除异味。

此外,一些发酵菌和酵母菌也具有分解胆酸的能力,可以降低食品中的腥味。

2. 发酵辅助材料的使用为了增强发酵对异味物质的去除效果,研究人员还通过添加一些辅助材料来加速异味物质的转化。

例如,在豆制品发酵过程中添加红曲和乳酸菌,可以有效地降低异味物质的含量。

此外,添加葡萄糖、果胶和酪蛋白等物质也可以提高异味物质的去除效果。

二、发酵对食品中异味物质的掩盖作用研究除了去除异味物质,发酵还可以通过掩盖异味的方式来改善食品的口感和品质。

掩盖异味的方法主要包括发酵产物的添加以及发酵调味等。

1. 发酵产物的添加一些发酵产物具有较强的香气和味道,可以通过添加这些产物来掩盖异味。

例如,酵母发酵产生的酒精、酮体和酯类等物质具有浓郁的香气,可以有效地掩盖异味。

此外,乳酸发酵产生的乳酸盐和有机酸也可以降低异味物质的感知强度。

2. 发酵调味在一些食品加工过程中,通过发酵对调味料的处理,可以改变调味料中异味物质的组成和含量,从而降低异味的感知。

例如,对于含有辣椒素和胡椒碱等辣味物质的食品,可以通过微生物的发酵处理来改变这些物质的性质,从而改善食品的口感。

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨

食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨食品发酵是利用微生物进行食品加工和生产的过程,微生物在发酵过程中可以改变食品的质感、味道、营养成分和功能等,因此深受人们的青睐。

近年来,随着消费者对健康食品的需求不断增加,食品发酵越来越受到关注。

本文旨在探讨食品发酵中微生物的应用现状与发展方向。

一、应用现状1、传统发酵食品传统发酵食品是指长期以来人们传承下来的以微生物为主要发酵剂的食品。

如酸奶、豆浆、腐乳、酱油、味精等。

这些传统发酵食品深受人们喜爱,因其口感好、营养丰富等优点。

随着科技的发展,新型发酵食品越来越受到人们的关注。

新型发酵食品包括酵素改良酶制品、发酵蛋白等。

其中,酵素改良酶制品是指通过工程菌株对天然酶进行改良,制成优质酶制品,可以广泛应用于食品加工、生物工程等领域。

发酵蛋白是一种新型蛋白质来源,可用于替代某些食品中的动物蛋白,具有环保性和可持续性。

3、基因工程发酵食品基因工程发酵食品是指利用基因技术对微生物的目标基因进行改造,提高微生物的发酵效率和稳定性,制造新的发酵食品。

目前,基因工程技术在酵母菌、大肠杆菌等微生物中的应用已经比较成熟,可以生产出多种新型发酵食品。

二、发展方向传统发酵食品虽然具有悠久历史,但其生产方式存在着一些问题,如纯度低、发酵周期长、无法控制风味、质量波动等问题。

因此,对传统发酵食品的改良和开发是未来的发展方向。

通过微生物基因工程技术,改良传统食品中的微生物,提高发酵效率和质量,生产更加健康、营养、美味的食品。

2、发展新型微生物新型微生物的应用是发酵食品未来的一大趋势。

通过对新型微生物的研究和开发,生产更加丰富、多样的发酵食品。

同时,对微生物的分离、筛选和鉴定等工作也需要进一步提高,掌握更多新型微生物资源。

3、发展绿色、可持续的生产技术随着人们健康环保意识的提高,未来发酵食品的生产需要更加绿色、可持续。

因此,在发酵过程中,要采用高效、环保的工艺和技术,尽可能减少废弃物和污染物的排放。

发酵技术的应用及前景发展

发酵技术的应用及前景发展

发酵技术的应用及前景发展发酵技术是一项广泛应用于生物工程、食品工业、制药工业、环境保护等领域的重要技术。

随着科学研究的进展和技术的不断推陈出新,发酵技术在各个领域的应用前景也越来越广阔。

首先,发酵技术在食品工业中有着重要的应用。

通过合理调控微生物的生长环境、使用适合的基质,可以使食物产生丰富的风味和口感。

例如,酸奶、豆豉、酱油、米酒等食品都是通过发酵技术获得的。

随着人们对健康和营养的关注度不断提高,发酵食品也受到了越来越多的关注,预计未来发酵技术在食品工业中的应用前景将持续扩大。

其次,发酵技术在制药工业中起着至关重要的作用。

发酵技术可以用于合成各种生物活性物质,包括抗生素、酶、蛋白质等。

通过发酵技术,可以大量生产具有药用价值的物质,并且更加环保和经济高效。

目前,许多重要的药物都是通过发酵技术合成的,如青霉素、阿司匹林等。

随着人们对新药物的需求不断增加,发酵技术在制药工业中的应用前景将更加广阔。

再次,发酵技术在环境保护领域也有重要应用。

通过利用微生物的代谢能力,发酵技术可以用来降解废水、废气中的有机物,并将其转化为可再利用的物质。

此外,发酵技术还可以用于生物能源的生产,如生物乙醇、生物柴油等。

随着全球对环境保护的意识不断提高,发酵技术在环境领域的应用前景将更加广阔。

最后,发酵技术也在新兴领域得到了广泛应用。

比如,在生物工程领域,通过基因工程技术对微生物进行改造,可以使其具备新的代谢能力,从而合成更多新颖的物质。

此外,发酵技术还可以用于生物制造领域,如人工皮肤、人工器官等的制备。

随着科技的不断进步和创新,发酵技术在新兴领域中的应用前景将越来越广阔。

总之,发酵技术是一项在生物工程、食品工业、制药工业、环境保护等领域广泛应用的重要技术。

随着科技的发展和创新,发酵技术在各个领域的应用前景将进一步扩大。

我们有理由相信,未来发酵技术将会在更多领域中发挥重要作用,为人类生活和健康做出更大的贡献。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

发酵在食品中的应用及研究进展摘要:传统发酵食品在我国食品工业中占有举足轻重的地位,本文介绍了发酵在食品工业中的应用,详细描述了五种类型的发酵食品,并就食品发酵行业发展现状及其所面临的问题作一综述,提出应对措施。

关键词:发酵;食品;应用;进展Research Development and Application of Fermented FoodAbstract:Chinese traditional fermented food takes a pivotal position in the food industry. The simply presentation of fermentation and its applications in food industry were introduced briefly in this paper, mainly including five types of fermented food. Then, it analyzed the status of fermented food industries and pointed out corresponding problems as well as the countermeasure and trend of its development.Key words: fermentation; food; application; development1 发酵食品概述发酵工程,即微生物工程,通过微生物的大量繁殖使生物的优良遗传性状得到高效表达,从而生产出人们所需产品,该技术体系主要包括菌种的选育保藏和扩大培养、控制微生物代谢条件、发酵设备及分离纯化精制成品等。

发酵工程是现代生物技术的重要组成部分,随着20世纪40年代抗生素发酵工业的建立而兴起。

70年代以来,由于细胞融合、细胞固定化以及基因工程等技术的建立,发酵工程进入了一个崭新的阶段,并广泛用于医药、食品、农业、化工、能源、冶金、新材料和环境保护等领域。

发酵工程对食品工业的贡献较大,从传统酿造到菌体蛋白,都是农副产品升值的主要手段。

发酵食品是指在食品加工过程中有微生物或酶参与而形成的一类特殊食品,其味道独特且具有地方情韵,不仅可以满足人们对不同风味、口感的要求,在营养、生理功能上也有一定成效[1],主要源于微生物产生的代谢产物和微生物酶对原料分解后产生的分解产物,如功能性碳水化合物、多肽及氨基酸、抗氧化活性物质和益生菌等[2,3]。

葡萄酒中存在大量的多酚类物质,其具有抗氧化和消除氧自由基、阻碍血小板凝集、防止低密度脂蛋白的氧化和抗癌作用。

研究表明,法国人心血管疾病的发病率和死亡率都较其他西方国家低,这与他们经常饮用葡萄酒有着密切关系[4]。

在非洲国家,以谷物等为原料的传统发酵食品通常作为婴幼儿断奶食品和营养辅助食品[5,6]。

由于发酵食品原料丰富、工艺简单、生产成本低,因此在发展中国家膳食结构中占有重要地位[7]。

我国食品发酵工业发展迅猛,味精、柠檬酸、酶制剂作为我国三大发酵制品,产量突出,生产、出口及消费位居世界前列。

2 发酵食品的现状及发展据报道,由发酵工程贡献的产品占食品工业总销售额的15%以上。

近几年,我国发酵食品工业化水平逐年提高,白酒、啤酒、葡萄酒、酸奶等产品的工业化生产发展迅速,利用微生物发酵生产食品添加剂主要有维生素(VC、VB12、VB2)、甜味剂、添香剂和色素等现代发酵产品,其他产品如腐乳、豆豉、酱油、发酵肠等工业化程度相对较低。

2.1 发酵食品的菌种菌种是决定发酵产品是否具有产业化和商业化价值的关键因素,是发酵工业的灵魂。

工业上常用的酵母有啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等,分别用于酿酒、制造面包、生产可食用酵母菌体蛋白等。

曲中的微生物由曲霉、红曲霉、根霉等霉菌,假丝酵母、汉逊酵母等酵母菌,以及乳酸菌、丁酸菌、耐高温芽抱杆菌等细菌组成;酸奶及发酵乳饮料是由乳酸杆菌、乳酸球菌、双歧杆菌等发酵制得;啤酒发酵是利用酵母菌;发酵肉制品主要的微生物有乳酸菌、片球菌、霉菌等。

黄酒发酵利用毛霉、根霉、酵母;酱油生产则利用米曲霉、酵母菌、乳酸菌;醋的生产主要是醋酸菌的作用。

近年来各国学者专注于研究细菌发酵生产酒精以得到耐高温、耐酒精的新菌种。

有研究表明,细菌具有较强的抗染菌能力,发酵速度快,运动发酵单细胞细菌在酒精工业生产应用中较酵母会有着更好的优势[8]。

日本从土壤中分离出一种酒精生产菌TB-22,可以利用稻草、废木材和纤维素生产酒精[9]。

以鲜牛奶为原料,利用乳酸菌与酵母菌发酵密闭杀菌后而成的奶啤,满足人们对发酵型低醇乳饮料产品的需求,同时还推动了中国乳品工业的进一步发展[10]。

常规菌种选择育种包括自然选育、诱变育种、杂交育种、原生质体融合育种等技术。

随着人们对微生物代谢途径及其各种调节机制有了较为全面的认识,逐渐实现了定向育种,在分子生物学的基础上,产生了基因工程育种。

2.2 食品发酵的类型发酵按培养基的类型分为固体发酵、液体浅层发酵和液体深层发酵,我国传统发酵食品制造中多采用酵母菌、霉菌和细菌等多种微生物进行固体自然发酵,而西方国家多使用细菌、酵母中的一种或几种进行液态纯种发酵,便于使用现代生物技术提高生产效率[11],液体深层发酵是目前发酵工业的主要类型,如山楂果醋、L-苹果酸、灵芝菌丝等的液体深层发酵[12-14];按照是否需氧可分为好氧发酵、厌氧发酵和兼性厌氧发酵。

根据不同的发酵类型,现在已研制出多种发酵罐。

常用于基因工程菌发酵的生物反应器主要有两种基本类型:机械搅拌发酵罐和气升式发酵罐。

机械搅拌发酵罐在发酵工厂应用最为普遍,气升式发酵罐省去了机械搅拌,不仅大大降低能耗,而且避免了机械搅拌桨轴封问题造成的染菌隐患。

2.3 发酵产物的提取与精制多数发酵产品的提取和精制成本比发酵过程的成本高得多,因此要对发酵工程上游及发酵过程进行优化,如菌种改良、发酵条件优化、发酵过程控制等,使发酵工程下游的发酵产物易于提取和精制,从而降低发酵产品的综合生产成本,提高发酵产品的市场竞争力。

随着各学科的交融,多种技术运用于产物的纯化,如固液分离技术、细胞破碎技术、浓缩技术、膜分离技术、沉淀分离技术、吸附分离技术、萃取分离技术、色谱分离技术结晶及干燥技术等[15,16]。

3 发酵食品及其技术应用发酵工程在食品工业的应用广泛,传统发酵产品主要有酱油、食醋、腐乳、白酒、酸菜、腐乳等,除此之外,现代发酵产品还包括氨基酸类、有机酸类、酶类等。

3.1 氨基酸类产品氨基酸是蛋白质的基本结构单位,也是重要的营养物质,在食品领域需求巨大。

氨基酸发酵是指合成菌体蛋白的氨基酸脱离其正常的合成途径,超量合成并排出菌体外的异常发酵。

它不以蛋白质为原料而是以废糖蜜和淀粉为碳源,以尿素、氨、硫酸铵等无机氮为氮源,通过微生物合成氨基酸,为食品工业做出了贡献。

其最大的优点是生物合成的氨基酸和构成天然蛋白质的氨基酸都是L-型光学活性体,这和化学合成法得到的D,L-型混合的外消旋体完全不同。

自1955年人们发现了发酵法高效生产L-谷氨酸的微生物后,氨基酸发酵研究发展迅速。

目前已有多种氨基酸如L-赖氨酸、L-苏氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-丝氨酸、L-色氨酸实现了工业化生产[17]。

其中部分是通过基因工程菌发酵生产获得的,部分氨基酸也可以利用酶法生产。

为了实现发酵工艺条件最优化,国内外都采用计算机进行过程控制。

3.2 有机酸类产品有机酸广泛存在于植物果实中,作为食品、饮料中的重要酸味剂,用以增加食品、饮料的自然风味,同时有机酸有帮助消化和抑制微生物等作用。

有机酸发酵的原理是指微生物在碳水化合物代谢过程中,有氧降解被中断而积累各种有机酸[18]。

目前以微生物发酵法生产的有机酸有10余种,其中应用较广、用量较多的有机酸有柠檬酸、醋酸、乳酸、苹果酸等,而柠檬酸发酵相当成熟,我国天天集团-山东柠檬生化有限公司按照GMP标准设计的发酵工厂,可年产无水柠檬酸4万多吨,国内外柠檬酸的发酵主要以液体深层发酵为主,固体浅层发酵法在有些发展中国家也有大量应用[19]。

3.3 酶制剂利用微生物生产酶具有悠久的历史,最具代表性的是制曲酿酒。

工业上α-淀粉酶的生产主要来自于细菌和霉菌,霉菌α-淀粉酶的生产多采用固体曲法,细菌如枯草杆菌BF-7658则以液体深层发酵法为主。

作为酿造工业上使用的粗酶制剂,直接把麸曲在低温下烘干,得率高、工艺简单[20];而把麸曲用水或稀释盐水浸出酶后,经过滤和离心除去不溶物后用酒精沉淀或硫酸铵盐析,酶泥滤出烘干,粉碎后加乳糖作为填充剂最后制成酿造用的酶制剂,酶活性单位高,杂质少。

3.4 酒类产品酒精是制备各类白酒、果酒、药酒及食用香料等的主要原料,酒精生产要求菌种发酵能力高、生长速率高,特别是要有高的耐酒精等性能。

酒精发酵工艺有间歇式、半连续式和连续式发酵。

近年来,高强度酒精发酵、酵母细胞回用发酵、塔式发酵、透析膜发酵、固定化细胞发酵、萃取发酵、真空发酵、膜回收酒精发酵、中空纤维发酵、固体发酵等新技术、新工艺均取得较大研究进展[21]。

3.5 多糖类产品近十多年来的大量研究证明,多糖具有许多生物活性。

香菇是著名的食用菌类,香菇子实体、菌丝体及发酵液均具抗癌、保肝、降低胆固醇、提高机体免疫力的作用,起主要作用的有效物质即为香菇多糖[22]。

采用液体深层发酵的方式,以工业发酵的手段可使香菇菌丝在短时间内快速生长并获取多糖,具有生产周期短、产量高、适于工业化开发等优点。

所得的发酵液经破壁处理、过滤、低温提取、减压浓缩等后处理步骤即获香菇多糖浓缩液,再经沉淀、多级洗涤、干燥处理、粉碎等步骤即可获多糖粉。

多糖发酵已越来越成为现代发酵工业的重要组成部分。

近年来,尤其在热凝胶、结冷胶、裂褶菌多糖以及各种糖缀合物等的研究和发酵生产与应用方面取得了不错的进展[23]。

4 发酵食品的问题及对策我国的发酵食品行业历史悠久,但受传统工艺影响较深,改进起步较晚,尤其是利用现代生物技术如基因工程等前沿技术对发酵食品微生物进行优良菌种筛选工作成绩较少,因此我国发酵食品总体工业化程度不高。

而国外发达国家传统发酵食品发展较快,日本纳豆早已实现规模化生产,韩国泡菜也成为韩国重要的出口产品[24]。

一方面,产品质量不稳定,我国大多数企业以传统的天然发酵工艺为主,生产过程和质量控制主要依靠技术人员的经验加以判断,产品的质量受外界因素(温度、湿度、PH值等)的影响非常明显,这使得同一产品不同批次的品质、风味差异较大,难以实现标准化。

另一方面,天然发酵过程中微生物菌群复杂,且发酵过程难以控制,不可能完全避免不良微生物甚至病原微生物的侵入,使得发酵终产物可能混有有害菌株而导致有害代谢产物积累,存在安全隐患[25]。

相关文档
最新文档