微生物發酵工程在食品中的應用

竇偉峰，胡培泓，李會曉

（鄭州澍青醫學高等專科學校，河南鄭州 450000）

在對生物工程技術手段不斷探索的過程中，自然科學原理的應用對其發展起到了極為重要的促進作用。其中，以微生物發酵工程技術的研究成果最為突出。微生物發酵工程主要通過微生物體在適宜的條件下對細胞進行改造，將原材料經過特殊的代謝途徑轉化為人們所需要的產物，進一步激發原材料的有效利用價值[1]。通過操縱基因重組，促進細胞融合等方式，合理調控細胞內關鍵代謝酶的數量，最后利用高通量篩選、分離純化等方式，實現對發酵質量的優化創新[2]。借助該類新型技術手段，相關食品的研發更加符合當前國民經濟背景下人們的需求。從宏觀角度分析，食品工業中對于發酵技術的應用已經有較長的歷史，以該技術為基礎的食品性能得到了進一步提升，在發展的過程中，人們的飲食習慣也隨之改變，由此而來的最直接影響就是消費者的需求呈現出了多元化發展特征[3]。這為食品工業的發展帶來了前所未有的環境空間，以此為基礎的微生物發酵工程技術應用前景可觀，特別是在功能性食品的生產中，其價值和作用是極為顯著的。從某種程度上，二者表現出了相輔相成的發展關系，微生物發酵工程技術在一定程度上推動了功能性食品的優化創新。

本文提出微生物發酵工程在食品中的應用研究，在明確了微生物發酵工程應用優勢的基礎上，詳細分析了其實際應用情況，以期為微生物發酵工程技術在食品生產行業中發揮出更大的價值提供幫助。

1 微生物發酵工程應用優勢分析

作為一種前沿高新生物技術，微生物發酵工程已經實現了在食品工業中的廣泛應用。在發酵技術的支撐下，加工食品在形式和性能上都表現出了更加全面的特征，從食用價值方面提高了食品在消費群體中的存在感和重要性。通過對微生物發酵工程具體情況進行分析可以發現，其主要是借助高精度的微生物代謝產物分離提純技術，將生物酶類微生物產生的創新資源應用到食品的加工處理過程中，在嚴格的發酵與釀造的控制標準下，提高食品的營養價值。從經濟價值角度分析，微生物發酵工程是一種循環經濟，這對于食品生產成本控制而言，具有極為重要的現實意義。在此基礎上，要產出更多優質性能的食品也離不開安全、穩定的微生物發酵工程[4]。從食品加工角度分析，微生物發酵工程的優勢可以分為以下幾個表現方面[5]。①借助微生物發酵產生的物質，可以在一定程度上延長生產后原始食品的保質期。一般情況下，原始食品的保質期往往較短，容易發生腐敗編制的情況，而食品保存階段出現的變質問題是影響食品質量和食品生產成本的重要因素之一，針對這一問題，微生物發酵工程可以利用自身的特性確保食品在長時間保存的條件下，保持品質穩定，由此在一定程度上延長了食品的保質周期。②對食品口感的影響，利用微生物發酵工程，單一的食物可以具備更加多樣化的口感。例如，大多數調味品的生產過程中都應用了微生物發酵技術，其在日常烹飪中發揮的價值是毋庸置疑的。③對食品本身營養價值的影響，微生物發酵工程是通過各類酶菌實現對食品的改造，在此過程中，將產生對人體健康有益的菌群，因此在促進營養吸收等方面發揮著積極作用[6]。

由此不難看出，微生物發酵工程在食品生產行業具有重要的應用價值，并表現出了極為突出的應用優勢。

2 食品中的微生物發酵工程

微生物發酵工程在食品加工生產領域的應用范圍較廣，其不僅可以實現食品的安全生產，保證食品口感和衛生，還可以滿足不同消費人群的個性化需求，促進了食品加工行業的創新發展，豐富食品的口感和種類。在當前的食品工業中，微生物發酵技術具有促進產品生產以及判斷食品衛生質量的作用，已有食品衛生標準將微生物含量檢測作為判斷食品質量好壞的指標，從而更好地保護人們的身體健康以及指導消費人群的消費理念。本文主要從以下幾個方面對其應用情況進行分析。

2.1 微生物發酵工程在面制品中的應用

在微生物發酵工程的諸多應用環境中，以饅頭和面包為主要的發酵面制品最為常見。制作前，對面制品進行發酵處理不僅可以提升其蓬松的口感，還能使相關營養物質更易被人體吸收，這對于傳統面食加工工藝而言是無法實現的。作為重要的主食之一，面制品無論在做法上，還是在種類上，都表現出了多樣性。在利用微生物對面制品發酵的過程中，主要需要考慮的控制因素是發酵溫度、時間以及濕度等，這些指標參數與面制品的品種以及后續的加工工藝有關，一般發酵時間控制在1 ～6 h 不等，發酵溫度控制在26 ～28 ℃，發酵溫度不可過高。這是因為高溫條件下，微生物的發酵速度快，不利于面團的充分膨脹以及面團持氣，一般發酵溫度控制在30 ℃以下，濕度控制在85%左右，主要以面團充分發酵作為標準。微生物發酵面制品實際上是一種物質與能量代謝的過程，因此對于患有糖尿病或肥胖癥的群體，可以選擇糙米饅頭類發酵面制品，其碳水化合物在微生物發酵過程中被消耗，因此含糖量與普通面制品相比明顯降低，不會對人體內的糖類指標造成明顯影響[7-9]。

2.2 微生物發酵工程在豆制品中的應用

微生物發酵工程在豆類制品中也有廣泛的應用。與其他發酵食品的發酵原理相比，豆制品的發酵原理具有更加簡單的特點。利用微生物中的蛋白酶對大豆中的部分蛋白質進行水解，通過這樣的方式降低大豆的硬度，當達到目標硬度后，即為發酵成熟，此時大豆中原有的活性成分并不會受到破壞，且其含有的對人體健康有益的營養物質將會更容易被人體吸收。由此，借助微生物發酵工程使得豆類制品的營養價值得到最大利用。另外，經過發酵制成的豆腐和豆干等豆制品在攜帶和保存方面表現出更高的便捷性，其能夠補充人體所需蛋白質，且不會增加油脂的攝入量，這對于人們保持身體健康也起到了一定的積極作用。

2.3 微生物發酵工程在乳制品中的應用

近些年來，人們的生活水平顯著提高，人們對高品質產品的消費占比明顯增加。在此背景下，微生物發酵工程在乳制品加工過程中得到了廣泛應用，其中，酸奶和奶酪是較為突出的類型。乳產品中的營養物質與人體需求的適應度明顯提高，且在口感和風味也表現出了更加多樣化的特征，這就使得乳制品的營養更加突出。常規的乳制品在氣味上大多表現出明顯的特異性，導致人們對其的接受程度較低；在口感上受乳制品原材料本身分子構成的影響，表現出了相對單一的特性；乳制品本身是高蛋白類物質，極易發生變質，且對保存環境的要求較高。在上述因素的綜合作用下，乳制品生產、加工、銷售都面臨著一定的困難。微生物發酵工程技術的應用有效解決了上述問題。例如，酸奶中益生菌含量較高，對于促進腸道循環，提高對乳制品中營養物質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，產品品質具有更高的穩定性，對保存環境的要求更低，保存周期也更長；根據添加微生物的比例，酸奶可以表現出不同形態和口感，包括液態、半固態、固態等，使其具有更加豐富的口感。綜合上述分析可以看出，微生物發酵工程在乳制品中的應用，可以提高其在調節人體腸道功能方面的作用，延長保質期，并使其口感更加豐富。

2.4 微生物發酵工程在食品添加劑中的應用

隨著社會經濟水平以及科學技術的發展，食品添加劑已經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，避免食品出現腐敗變質的問題。現階段，微生物發酵工程已經成為了生產食品添加劑的主要方法，按照功能對其進行劃分，可以分為以保障食品質量為目標的防腐劑、保鮮劑等；以增加食品風味為目標的甜味劑、增味劑等；以改善食品口感為目標的疏松劑；以提高食品外觀為目標的著色劑；以提高食品營養價值為目標的營養強化劑、酶制劑等。就應用最為普遍的食品膠而言，其是利用黃單孢細菌與碳水化合物之間的微生物反應形成的，作為一種微生物多糖，食品膠在親水性、穩定性和增稠性方面都表現出了較高的優越性。將其應用在果汁飲料中，可以實現增稠穩定的作用；將其應用在蛋白飲料中，可以實現乳化的作用；將其應用在面包、糖果中，可以實現高黏度填充作用；將其應用在肉制品中，可以實現嫩肉持水作用；將其應用在罐頭食品中，可以實現改善口感、增強風味作用；將其應用在果蔬中，可以實現果蔬保鮮的作用。由此可以看出，以微生物發酵工程為基礎的食品添加劑具有多樣性，在食品的各個環節中都發揮著重要價值。

3 結語

在食品市場競爭逐漸激烈，人們的飲食需求不斷多元化，飲食質量標準不斷提升的背景下，營養豐富、功能多樣的食品的發展迎來了新的機遇與挑戰。本文從食用價值、經濟價值以及食品加工3 個角度分析了微生物發酵工程的應用優勢，提出了微生物發酵工程在不同種類食品中的應用研究。為了適應不斷發展的經濟水平以及飲食結構，提高微生物發酵工程本身的技術水平是確保其擁有更大應用范圍的基礎，同時不斷拓展以微生物發酵工程為核心的產品類型也是食品加工行業需要重點關注的問題。