淺談生物技術(shù)在食品添加劑中的應(yīng)用

李思彭

摘 要：隨著食品與生物科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，利用生物技術(shù)制造的食品的產(chǎn)量與產(chǎn)值已占食品與生物產(chǎn)業(yè)的重要地位。食品生物制造是以基因重組、分子克隆等技術(shù)為基礎(chǔ)，以生物反應(yīng)過程、生物物質(zhì)的分離純化等技術(shù)為重點(diǎn)的工業(yè)化和工程化地利用生物體（或部分生物體）生產(chǎn)人類需要的食品的應(yīng)用技術(shù)。食品生物制造已廣泛應(yīng)用于功能食品開發(fā)、生物制藥、農(nóng)產(chǎn)品綜合利用等領(lǐng)域，促進(jìn)了傳統(tǒng)食品產(chǎn)業(yè)的改造和新興產(chǎn)業(yè)的形成。

關(guān)鍵詞：添加劑 生物技術(shù) 發(fā)酵工業(yè) 食品

隨著人們科技的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人民生活水平的提高，人們對(duì)食品的組成、營養(yǎng)價(jià)值和外觀的要求也越來越高，食品已不再是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)食品的概念，工業(yè)食品將在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)重要地位。在這一進(jìn)程中，生物技術(shù)顯露鋒芒。下面淺談一下生物技術(shù)在單細(xì)胞蛋白、甜味劑、天然色素、真菌多糖等方面的應(yīng)用：

一、生物技術(shù)在單細(xì)胞蛋白中的應(yīng)用

單細(xì)胞蛋白主要是指富含蛋白質(zhì)的藻類、酵母、細(xì)菌、真菌等微生物進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)，并從中提煉出來的蛋白質(zhì)資源。與傳統(tǒng)蛋白質(zhì)生產(chǎn)比較，發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)三細(xì)胞蛋白不受季節(jié)和耕地的制約，具有生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。單細(xì)胞蛋白在飼料和食品工業(yè)中有著極重要的作用，可為飼料蛋白，已被世界廣泛應(yīng)用。例如用假絲酵母及產(chǎn)朊酵母作為菌種，利用亞硫酸廢液或石油生產(chǎn)酵母菌體，可用于牲畜飼料。用它喂養(yǎng)家禽、家畜，效果好、生長快，奶牛產(chǎn)奶多，雞產(chǎn)蛋率高，并能增強(qiáng)機(jī)體免疫力。以酵母菌和假絲酵母菌生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白，可直接用作人的食品。最近美國以乙醇有為原料生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白，已作為食品。

二、生物技術(shù)在食品膠中的應(yīng)用

（一） 黃原膠

黃原膠又稱黃膠、漢生膠、黃單細(xì)胞多糖，是野油菜黃單胞桿菌以碳水化合物為主要原料，經(jīng)發(fā)酵工程生產(chǎn)的一種用途廣泛的微生物胞外多糖，簡稱XC 。黃原膠在工業(yè)上主要是以玉米淀粉為碳源，以魚粉、豆餅粉為氮源，用CaCO3為pH 調(diào)節(jié)劑，并在一定量的消泡劑存在下，野油菜黃單胞桿菌經(jīng)好氧深層發(fā)酵而得到多糖含量在2.5%左右的發(fā)酵液.黃原膠具有許多優(yōu)良特性：①在熱水和冷水中有很好的溶解性；②有良好的增粘性和浮懸能力，在低濃度下具有較高的粘度；③有很高的穩(wěn)定性，耐酸堿、高鹽環(huán)境，抗高溫、低溫冷凍和生物降解，抗污染能力強(qiáng)；④可同多種物質(zhì)互配，具有令人滿意的兼容性；⑤有良好的觸變性和假塑性；⑥有良好的分散作用、乳化穩(wěn)定作用；

黃原膠作為蛋糕的品質(zhì)改良劑，可以增大蛋糕的體積，改善蛋糕的結(jié)構(gòu)，使蛋糕的孔隙大小均勻，富有彈性，并延遲老化，延長蛋糕的貨架壽命；奶油制品、乳制品中添加少量黃原膠，可改進(jìn)質(zhì)量，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)、易切片，更易于香味釋放，口感細(xì)膩清爽；用于飲料，可使飲料具有優(yōu)良的口感，賦予飲料爽口的特性，使果汁型飲料中的不溶性成分形成良好的懸浮液，保持液體均勻不分層；加入黃原膠可使柑橘屬果肉懸浮；黃原膠也廣泛用于制造澆注型沙拉調(diào)料作為穩(wěn)定劑；當(dāng)無乳化時(shí)，黃原膠又兼有乳化穩(wěn)定作用，含有黃原膠的調(diào)味料，其穩(wěn)定期大大延長并由于其高度的假塑性而能增加口感，提高食品質(zhì)量；加入啤酒可使其產(chǎn)泡效果極佳；加入焙烤食品中，可保持食品的濕度，抑制其脫水收縮，延長貯存期；

（二）結(jié)冷膠

少動(dòng)鞘氨醇單胞菌是一種好氧的革蘭氏陰性桿菌，能在以葡萄糖、淀粉、蔗糖、麥芽糖等為碳源， 硝酸銨、酵母膏、蛋白胨等為氮源及含其他微量元素的培養(yǎng)基中生長并合成、積累結(jié)冷膠， 并結(jié)合代謝工程手段優(yōu)化結(jié)冷膠發(fā)酵生產(chǎn)的工藝技術(shù)， 引入透明顫菌血紅蛋白改善了少動(dòng)鞘氨醇單胞菌在發(fā)酵過程中對(duì)氧氣的攝取和利用能力， 并最終提高了結(jié)冷膠產(chǎn)量。

二、生物技術(shù)在食用色素中的應(yīng)用

（一）香蘭素

香蘭素又稱香草素或香草酚，是白色或奶白色結(jié)晶狀物質(zhì)， 微甜， 具有芳香氣味。香蘭素主要存在于秘魯香膏、爪哇香膏油、丁香花蕾油中， 它既是重要的香料之一， 應(yīng)用于食品添加劑中。

香蘭素可以用發(fā)酵技術(shù)法生產(chǎn)：假單胞桿菌能將異丁子香酚轉(zhuǎn)化為香蘭素。以異丁子香酚為底物，經(jīng)過阿魏酸途徑，代謝為香草酸和原兒茶酸。多種細(xì)菌酵母菌和霉菌可利用阿魏酸途徑為底物生產(chǎn)香蘭素。谷糠是糧食加工中的副產(chǎn)物，含有大量的阿魏酸，從谷糠中純化阿魏酸→利用為生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化為香蘭素—超濾、分離和去除微生物→在發(fā)酵液中萃取香蘭素→純化獲得的高純度香蘭素—用活性炭吸附去除副產(chǎn)物→多次重結(jié)晶后得到高純度香蘭素。也可用黑曲霉胺氧化酶和大腸桿菌單胺氧化酶氧化香草胺生產(chǎn)香蘭素。還可以利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)香蘭素。

（二）類胡蘿卜素

β-胡蘿卜素是類胡蘿卜素之一，也是橘黃色脂溶性化合物，它是自然界中最普遍存在也是最穩(wěn)定的天然色素。β-胡蘿卜素作為一種食用油溶性色素，其本身的顏色因濃度的差異，可涵蓋由紅色至黃色的所有色系，能作為天然食品著色劑，因此受到食品業(yè)相當(dāng)熱烈的歡迎。其非常適合油性產(chǎn)品及蛋白質(zhì)性產(chǎn)品的開發(fā)，如：人造奶油、膠囊、魚漿煉制品、素食產(chǎn)品、速食面的調(diào)色等。

人們利用DNA 重組技術(shù)，將外源基因?qū)胛⑸镏校梦⑸锓敝晨?、產(chǎn)量高的特點(diǎn)生產(chǎn)人們所需物質(zhì). 這一技術(shù)的關(guān)鍵是作為外源基因宿主的微生物首先必須具備供目的化學(xué)物質(zhì)合成的前體物質(zhì)。有關(guān)類胡蘿卜素的基因工程近年來在大腸桿菌和酵母上取得了成功，利用基因工程和生物技術(shù)能將類胡蘿卜素合成定向發(fā)展，并成功克服類胡蘿卜素的前體物質(zhì)。

（三）紅曲色素

紅曲色素是由紅曲霉產(chǎn)生的一種微生物色素，安全性高，穩(wěn)定性好，是一種具有悠久應(yīng)用歷史的天然色素。主要應(yīng)用于紅酒、肉類及做中藥治療痢疾、胃病等。它具有性質(zhì)穩(wěn)定、耐熱性強(qiáng)及對(duì)蛋白質(zhì)著色力好等特點(diǎn)。

生物微膠囊是一種新興的細(xì)胞固定化技術(shù)，采用該技術(shù)對(duì)紅曲霉菌進(jìn)行固定化培養(yǎng)能生產(chǎn)出紅曲色素。微膠囊固定化技術(shù)膜層較薄，機(jī)械強(qiáng)度較高，生物相容性良好，傳遞和滯留性質(zhì)適宜，并且該體系制備方法簡單，大大減少了染菌的幾率。

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