微生物發(fā)酵工程在食品中的應(yīng)用

竇偉峰，胡培泓，李會(huì)曉

（鄭州澍青醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，河南鄭州 450000）

在對(duì)生物工程技術(shù)手段不斷探索的過(guò)程中，自然科學(xué)原理的應(yīng)用對(duì)其發(fā)展起到了極為重要的促進(jìn)作用。其中，以微生物發(fā)酵工程技術(shù)的研究成果最為突出。微生物發(fā)酵工程主要通過(guò)微生物體在適宜的條件下對(duì)細(xì)胞進(jìn)行改造，將原材料經(jīng)過(guò)特殊的代謝途徑轉(zhuǎn)化為人們所需要的產(chǎn)物，進(jìn)一步激發(fā)原材料的有效利用價(jià)值[1]。通過(guò)操縱基因重組，促進(jìn)細(xì)胞融合等方式，合理調(diào)控細(xì)胞內(nèi)關(guān)鍵代謝酶的數(shù)量，最后利用高通量篩選、分離純化等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵質(zhì)量的優(yōu)化創(chuàng)新[2]。借助該類新型技術(shù)手段，相關(guān)食品的研發(fā)更加符合當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)背景下人們的需求。從宏觀角度分析，食品工業(yè)中對(duì)于發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)有較長(zhǎng)的歷史，以該技術(shù)為基礎(chǔ)的食品性能得到了進(jìn)一步提升，在發(fā)展的過(guò)程中，人們的飲食習(xí)慣也隨之改變，由此而來(lái)的最直接影響就是消費(fèi)者的需求呈現(xiàn)出了多元化發(fā)展特征[3]。這為食品工業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了前所未有的環(huán)境空間，以此為基礎(chǔ)的微生物發(fā)酵工程技術(shù)應(yīng)用前景可觀，特別是在功能性食品的生產(chǎn)中，其價(jià)值和作用是極為顯著的。從某種程度上，二者表現(xiàn)出了相輔相成的發(fā)展關(guān)系，微生物發(fā)酵工程技術(shù)在一定程度上推動(dòng)了功能性食品的優(yōu)化創(chuàng)新。

本文提出微生物發(fā)酵工程在食品中的應(yīng)用研究，在明確了微生物發(fā)酵工程應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了其實(shí)際應(yīng)用情況，以期為微生物發(fā)酵工程技術(shù)在食品生產(chǎn)行業(yè)中發(fā)揮出更大的價(jià)值提供幫助。

1 微生物發(fā)酵工程應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

作為一種前沿高新生物技術(shù)，微生物發(fā)酵工程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在食品工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。在發(fā)酵技術(shù)的支撐下，加工食品在形式和性能上都表現(xiàn)出了更加全面的特征，從食用價(jià)值方面提高了食品在消費(fèi)群體中的存在感和重要性。通過(guò)對(duì)微生物發(fā)酵工程具體情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，其主要是借助高精度的微生物代謝產(chǎn)物分離提純技術(shù)，將生物酶類微生物產(chǎn)生的創(chuàng)新資源應(yīng)用到食品的加工處理過(guò)程中，在嚴(yán)格的發(fā)酵與釀造的控制標(biāo)準(zhǔn)下，提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。從經(jīng)濟(jì)價(jià)值角度分析，微生物發(fā)酵工程是一種循環(huán)經(jīng)濟(jì)，這對(duì)于食品生產(chǎn)成本控制而言，具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。在此基礎(chǔ)上，要產(chǎn)出更多優(yōu)質(zhì)性能的食品也離不開(kāi)安全、穩(wěn)定的微生物發(fā)酵工程[4]。從食品加工角度分析，微生物發(fā)酵工程的優(yōu)勢(shì)可以分為以下幾個(gè)表現(xiàn)方面[5]。①借助微生物發(fā)酵產(chǎn)生的物質(zhì)，可以在一定程度上延長(zhǎng)生產(chǎn)后原始食品的保質(zhì)期。一般情況下，原始食品的保質(zhì)期往往較短，容易發(fā)生腐敗編制的情況，而食品保存階段出現(xiàn)的變質(zhì)問(wèn)題是影響食品質(zhì)量和食品生產(chǎn)成本的重要因素之一，針對(duì)這一問(wèn)題，微生物發(fā)酵工程可以利用自身的特性確保食品在長(zhǎng)時(shí)間保存的條件下，保持品質(zhì)穩(wěn)定，由此在一定程度上延長(zhǎng)了食品的保質(zhì)周期。②對(duì)食品口感的影響，利用微生物發(fā)酵工程，單一的食物可以具備更加多樣化的口感。例如，大多數(shù)調(diào)味品的生產(chǎn)過(guò)程中都應(yīng)用了微生物發(fā)酵技術(shù)，其在日常烹飪中發(fā)揮的價(jià)值是毋庸置疑的。③對(duì)食品本身營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響，微生物發(fā)酵工程是通過(guò)各類酶菌實(shí)現(xiàn)對(duì)食品的改造，在此過(guò)程中，將產(chǎn)生對(duì)人體健康有益的菌群，因此在促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收等方面發(fā)揮著積極作用[6]。

由此不難看出，微生物發(fā)酵工程在食品生產(chǎn)行業(yè)具有重要的應(yīng)用價(jià)值，并表現(xiàn)出了極為突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2 食品中的微生物發(fā)酵工程

微生物發(fā)酵工程在食品加工生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍較廣，其不僅可以實(shí)現(xiàn)食品的安全生產(chǎn)，保證食品口感和衛(wèi)生，還可以滿足不同消費(fèi)人群的個(gè)性化需求，促進(jìn)了食品加工行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，豐富食品的口感和種類。在當(dāng)前的食品工業(yè)中，微生物發(fā)酵技術(shù)具有促進(jìn)產(chǎn)品生產(chǎn)以及判斷食品衛(wèi)生質(zhì)量的作用，已有食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)將微生物含量檢測(cè)作為判斷食品質(zhì)量好壞的指標(biāo)，從而更好地保護(hù)人們的身體健康以及指導(dǎo)消費(fèi)人群的消費(fèi)理念。本文主要從以下幾個(gè)方面對(duì)其應(yīng)用情況進(jìn)行分析。

2.1 微生物發(fā)酵工程在面制品中的應(yīng)用

在微生物發(fā)酵工程的諸多應(yīng)用環(huán)境中，以饅頭和面包為主要的發(fā)酵面制品最為常見(jiàn)。制作前，對(duì)面制品進(jìn)行發(fā)酵處理不僅可以提升其蓬松的口感，還能使相關(guān)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更易被人體吸收，這對(duì)于傳統(tǒng)面食加工工藝而言是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。作為重要的主食之一，面制品無(wú)論在做法上，還是在種類上，都表現(xiàn)出了多樣性。在利用微生物對(duì)面制品發(fā)酵的過(guò)程中，主要需要考慮的控制因素是發(fā)酵溫度、時(shí)間以及濕度等，這些指標(biāo)參數(shù)與面制品的品種以及后續(xù)的加工工藝有關(guān)，一般發(fā)酵時(shí)間控制在1 ～6 h 不等，發(fā)酵溫度控制在26 ～28 ℃，發(fā)酵溫度不可過(guò)高。這是因?yàn)楦邷貤l件下，微生物的發(fā)酵速度快，不利于面團(tuán)的充分膨脹以及面團(tuán)持氣，一般發(fā)酵溫度控制在30 ℃以下，濕度控制在85%左右，主要以面團(tuán)充分發(fā)酵作為標(biāo)準(zhǔn)。微生物發(fā)酵面制品實(shí)際上是一種物質(zhì)與能量代謝的過(guò)程，因此對(duì)于患有糖尿病或肥胖癥的群體，可以選擇糙米饅頭類發(fā)酵面制品，其碳水化合物在微生物發(fā)酵過(guò)程中被消耗，因此含糖量與普通面制品相比明顯降低，不會(huì)對(duì)人體內(nèi)的糖類指標(biāo)造成明顯影響[7-9]。

2.2 微生物發(fā)酵工程在豆制品中的應(yīng)用

微生物發(fā)酵工程在豆類制品中也有廣泛的應(yīng)用。與其他發(fā)酵食品的發(fā)酵原理相比，豆制品的發(fā)酵原理具有更加簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。利用微生物中的蛋白酶對(duì)大豆中的部分蛋白質(zhì)進(jìn)行水解，通過(guò)這樣的方式降低大豆的硬度，當(dāng)達(dá)到目標(biāo)硬度后，即為發(fā)酵成熟，此時(shí)大豆中原有的活性成分并不會(huì)受到破壞，且其含有的對(duì)人體健康有益的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)將會(huì)更容易被人體吸收。由此，借助微生物發(fā)酵工程使得豆類制品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到最大利用。另外，經(jīng)過(guò)發(fā)酵制成的豆腐和豆干等豆制品在攜帶和保存方面表現(xiàn)出更高的便捷性，其能夠補(bǔ)充人體所需蛋白質(zhì)，且不會(huì)增加油脂的攝入量，這對(duì)于人們保持身體健康也起到了一定的積極作用。

2.3 微生物發(fā)酵工程在乳制品中的應(yīng)用

近些年來(lái)，人們的生活水平顯著提高，人們對(duì)高品質(zhì)產(chǎn)品的消費(fèi)占比明顯增加。在此背景下，微生物發(fā)酵工程在乳制品加工過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用，其中，酸奶和奶酪是較為突出的類型。乳產(chǎn)品中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與人體需求的適應(yīng)度明顯提高，且在口感和風(fēng)味也表現(xiàn)出了更加多樣化的特征，這就使得乳制品的營(yíng)養(yǎng)更加突出。常規(guī)的乳制品在氣味上大多表現(xiàn)出明顯的特異性，導(dǎo)致人們對(duì)其的接受程度較低；在口感上受乳制品原材料本身分子構(gòu)成的影響，表現(xiàn)出了相對(duì)單一的特性；乳制品本身是高蛋白類物質(zhì)，極易發(fā)生變質(zhì)，且對(duì)保存環(huán)境的要求較高。在上述因素的綜合作用下，乳制品生產(chǎn)、加工、銷售都面臨著一定的困難。微生物發(fā)酵工程技術(shù)的應(yīng)用有效解決了上述問(wèn)題。例如，酸奶中益生菌含量較高，對(duì)于促進(jìn)腸道循環(huán)，提高對(duì)乳制品中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收具有積極作用；除此之外，酸奶中有害菌的活性被有效抑制，因此在保存階段，產(chǎn)品品質(zhì)具有更高的穩(wěn)定性，對(duì)保存環(huán)境的要求更低，保存周期也更長(zhǎng)；根據(jù)添加微生物的比例，酸奶可以表現(xiàn)出不同形態(tài)和口感，包括液態(tài)、半固態(tài)、固態(tài)等，使其具有更加豐富的口感。綜合上述分析可以看出，微生物發(fā)酵工程在乳制品中的應(yīng)用，可以提高其在調(diào)節(jié)人體腸道功能方面的作用，延長(zhǎng)保質(zhì)期，并使其口感更加豐富。

2.4 微生物發(fā)酵工程在食品添加劑中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，食品添加劑已經(jīng)成為食品加工中不可或缺的組成部分，其作用主要是改善食品品質(zhì)，避免食品出現(xiàn)腐敗變質(zhì)的問(wèn)題?，F(xiàn)階段，微生物發(fā)酵工程已經(jīng)成為了生產(chǎn)食品添加劑的主要方法，按照功能對(duì)其進(jìn)行劃分，可以分為以保障食品質(zhì)量為目標(biāo)的防腐劑、保鮮劑等；以增加食品風(fēng)味為目標(biāo)的甜味劑、增味劑等；以改善食品口感為目標(biāo)的疏松劑；以提高食品外觀為目標(biāo)的著色劑；以提高食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值為目標(biāo)的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、酶制劑等。就應(yīng)用最為普遍的食品膠而言，其是利用黃單孢細(xì)菌與碳水化合物之間的微生物反應(yīng)形成的，作為一種微生物多糖，食品膠在親水性、穩(wěn)定性和增稠性方面都表現(xiàn)出了較高的優(yōu)越性。將其應(yīng)用在果汁飲料中，可以實(shí)現(xiàn)增稠穩(wěn)定的作用；將其應(yīng)用在蛋白飲料中，可以實(shí)現(xiàn)乳化的作用；將其應(yīng)用在面包、糖果中，可以實(shí)現(xiàn)高黏度填充作用；將其應(yīng)用在肉制品中，可以實(shí)現(xiàn)嫩肉持水作用；將其應(yīng)用在罐頭食品中，可以實(shí)現(xiàn)改善口感、增強(qiáng)風(fēng)味作用；將其應(yīng)用在果蔬中，可以實(shí)現(xiàn)果蔬保鮮的作用。由此可以看出，以微生物發(fā)酵工程為基礎(chǔ)的食品添加劑具有多樣性，在食品的各個(gè)環(huán)節(jié)中都發(fā)揮著重要價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

在食品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)逐漸激烈，人們的飲食需求不斷多元化，飲食質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不斷提升的背景下，營(yíng)養(yǎng)豐富、功能多樣的食品的發(fā)展迎來(lái)了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。本文從食用價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及食品加工3 個(gè)角度分析了微生物發(fā)酵工程的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提出了微生物發(fā)酵工程在不同種類食品中的應(yīng)用研究。為了適應(yīng)不斷發(fā)展的經(jīng)濟(jì)水平以及飲食結(jié)構(gòu)，提高微生物發(fā)酵工程本身的技術(shù)水平是確保其擁有更大應(yīng)用范圍的基礎(chǔ)，同時(shí)不斷拓展以微生物發(fā)酵工程為核心的產(chǎn)品類型也是食品加工行業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。