食品加工工艺中微生物发酵技术的运用

　　摘    要：　微生物发酵技术作为一种新型的技术手段，在诸多领域当中都有使用，其中在食品领域应用较为广泛。本文主要对微生物发酵技术的内涵以及微生物发酵技术在传统食品加工工艺改造中的应用等方面进行阐述分析。

　　关键词 :     微生物发酵技术;食品生产;应用;

　　发酵工程属于生物工程(主要包括细胞工程、基因工程、酶工程以及生物工程等)当中的一种。生物工程技术在实际生产当中具有极为广泛的使用，在食品领域当中经常涉及到发酵工程相关技术[1]。本文对微生物发酵技术在食品领域中的应用相关问题进行系统化分析。

　　1 、微生物发酵技术概述

　　发酵工程又称为微生物工程，其相关技术手段在实际的生产当中又经常被称为微生物发酵技术。微生物发酵技术实际是由传统的发酵技术与现代的分子改造修饰技术、细胞融合技术以及DNA重组技术之间进行有效融合而催生出来的生物技术类型[2,3],具体包含了微生物资源开发利用技术、微生物菌种选育培养技术、固定化细胞技术等[4]。微生物发酵技术手段不断成熟，特别是细胞工程以及基因工程等技术的发展，为微生物技术注入了更为丰富的新鲜血液，也使微生物发酵技术在食品领域中的应用得到有效地改善[5]。

　　2、 微生物发酵技术在传统食品加工工艺中的应用

　　2.1、 以微生物发酵技术替代化学合成

　　在传统的食品生产及加工过程当中，为了有效地达到目的，经常会采用一些化学方法。如在味精的生产当中，传统生产模式经常用酸法水解工艺，而实际生产过程中则采用微生物发酵来替代，这样可以有效提升原料利用率。目前微生物发酵技术在味精生产当中已经获得了广泛的应用[6,7]。

　　食品加工中经常会用到一些食品添加剂。直接从植物当中萃取食品添加剂成本会相对较高。因此在传统的食品加工过程中，为了有效降低食品添加剂的生产成本，过去经常会选择使用化学合成法来完成。但是化学合成法的使用也存在一些弊端，使用的周期较长，合成率较低，长期使用可能会对人体产生一定的负面影响[8]。而借助于发酵技术也可以实现食品添加剂的生产，目前已经基本实现了色素、增香剂、甜味剂以及部分维生素的生产。发酵工艺技术正在逐步取代人工合成技术生产各种香精及色素等食品添加剂。另外，氨基酸合成的传统模式经常采用化学合成法及蛋白质提取法等。而将微生物发酵技术运用于氨基酸物质的生产过程中，则可以先借助细胞融合技术以及基因工程技术有效合成“工程菌”,在此基础之上借助“工程菌”进行发酵，不仅可以使氨基酸合成过程中产生的污染得到有效降低，同时还可以有效降低氨基酸生产的中间成本，合成效率得到提升[9,10]。

　　2.2、 以微生物发酵技术改造传统发酵食品

　　借助现代化的微生物发酵技术，不仅可以实现对传统食品化学加工工艺的替代，同时也可以对传统发酵食品生产起到改良改造作用。例如可以将现代化的微生物发酵技术运用在酿酒的生产过程中，从而实现对酿酒品质的改造。在酿酒的过程中，借助微生物发酵技术构建由甲烷菌、己酸菌等细菌组成的“人工老窖”实现酒的发酵过程，不仅可以有效提高酒的产量，同时也可以使酒的口感在原有基础之上得到有效的提升[11]。借助于微生物发酵技术改造传统发酵食品是一个不断发展与进步的过程。在传统的酒精生产过程当中，人们经常会借助酵母菌来完成，但存在一定的局限性。而为了最终能够得到一种耐酒精、耐高温的新型菌种，相关学者一直在进行着不懈的努力[12]。最近日本相关学者在土壤当中分离得到了一种新型的酒精生产菌类(TB-22),借助于TB-22菌，仅仅依靠纤维素、废木材以及稻草等便可以得到酒精物质[13]。我国也优选出了相关的细菌菌种投入到豆腐乳、黄酒、醋以及酱油的生产当中。不仅可以使发酵生产的周期得到显着的缩短，同时也可以提高生产原料的利用率，并使生产出来的食品风味得到改良性[14,15]。

　　3 、借助微生物发酵技术开发功能性食品

　　功能性食品会对人体产生营养、保健或者治疗等方面的效果。例如，香菇、灵芝以及冬虫夏草等，长期食用会对人体产生抗衰老、抗肿瘤、免疫调解等作用[16,17]。因此，可以利用微生物发酵技术对这些食物原料进行产业化生产，从而使更多的人受益。河北省微生物研究所研制出一套完整的针对灵芝的微生物生产工艺，可以快速大量地生产灵芝菌株。γ-亚麻酸属于人体所需的一种多不饱和脂肪酸，对人体脑组织发育有显着的促进作用，还能显着降低人体血清胆固醇、甘油三酯[18,19]。目前γ-亚麻酸生产的主要原料为月见草，但月见草的产量极不稳定，很大程度上会受到自然因素的影响，其生产模式远远无法满足社会需求。相关人员利用微生物发酵技术设计开发了一套生产γ-亚麻酸的方案，主要借助少根根霉以及鲁氏毛霉等，以麸皮、玉米粉以及豆粕等为基本原料生产γ-亚麻酸，从而使产量稳定。

　　4、 借助微生物发酵技术生产单细胞蛋白

　　一般情况下，微生物体内所含有的蛋白类成分都普遍较多。研究资料显示：霉菌中含有的蛋白质约35%～40%,酵母菌中含有的蛋白质约45%～65%,细菌中含有的蛋白质约60%～70%。因此微生物是一种良好的蛋白质资源库。实际生产中将微生物蛋白称为单细胞蛋白[20],主要由细菌、真菌、藻类在生长过程中利用各种基质产生。例如螺旋藻属于微型光合菌，能够利用二氧化碳、光能进行光合作用，生长并生产单细胞蛋白和其他有营养价值的副产物。研究表明，螺旋藻具有抗氧化、抗病毒、抗菌、免疫调节等生物学活性[21],所以螺旋藻作为一种潜在的药食两用资源受到越来越多的关注。微生物发酵所产生的各种类型蛋白质一些直接供人类食用，另外一些用来作为家禽及家畜等的饲料，间接提高相关畜禽的产量，更好地满足人类生活所需。

　　微生物发酵技术在食品领域中的应用主要体现在改造传统的食品加工工艺、开发功能性食品、单细胞蛋白的生产等方面。与传统的工艺相比，微生物发酵技术在食品生产当中具有极为显着的优势，也使这一领域研究的积极性普遍较高。虽然目前微生物技术在食品领域当中的应用已经较为成熟，但是相关问题还有待进一步深入研究。

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