文档介绍：发酵工程在功能性食品中的应用
江学文
1 功能性食品
功能性食品是指强调其成分对人体能充分显示机体防御功能的工业化食品,是新时代对传统食品的深层次要求。开发功能性食品的最终目的,就是要最大限度地满足人类自身的健康需要。开发功能性食品,要对其“安全性”和“功能性”进行科学评价,这就需要明确其中起关键作用的、真正具有生理作用的功效成分,或称活性成分,功能因子。

显然,功效成分是生产功能性食品的关键。就目前而言,业已确认的功效成分,主要包括以下8类:
⑴功能性碳水化合物:如真菌多糖、功能性低聚糖、功能性单双糖。
⑵功能性脂类:如ω-3和ω-6多不饱和脂肪酸、磷脂等。
⑶氨基酸、肽与蛋白质:如牛磺酸、酪蛋白磷肽、降压肽、免疫球蛋白、酶蛋白等。
⑷维生素和维生素类似物:包括水溶性维生素、油溶性维生素、生物类黄酮等。
⑸矿物元素:包括常量、微量元素等。
⑹植物活性成分:如皂苷、生物碱、萜类化合物、有机硫化物等。
⑺益生菌:主要是乳酸菌类,尤其是双歧杆菌。
⑻低能量食品成分:包括蔗糖替代品、脂肪替代品等。
功能性食品的出现,标志着作为食品中的关键组分,开始从重点要求大量的传统营养素,转向重点要求微量的功效成分。

由于功效成分普遍具有“微量”、“高效”和“不稳定”的特点,应用传统的工程技术,已不能适应微量成分的制造,不能开发出高科技的功能性食品。现代食品工程高新技术的出现,将有力地促进这个问题的圆满解决。高新技术在功能性食品生产中所占的比重不断增大,特别是生物技术的应用得以长足的发展,尤其是用在功能性食品配料(即功效成分)
的生产上,有力地推动了食品工业革命性的变化。就目前而言,生物技术已在功能性食品生产上得到有效应用,上述的8类功效成分中,除植物活性成分一般采用提取分离法外,其余的均可用生物技术来高效生产。生物技术,是应用自然科学及工程学原理,依靠微生物动物植物细胞及其产生的活性物质,作为某种化学反应的执行者,将原料进行加工成某种产品来为社会服务的技术。生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程,其中基因工程、细胞工程和酶工程在功能性食品产业的应用已有相关专著和文献报导,可做参考。以下主要就发酵工程在功能性食品的某些应用作一概述,并简略回顾一下发酵技术的发展历史。

-天然发酵
主要产品有酒、醋、酱油、泡菜、干酪等,特点是发酵过程很难人为控制,生产只能凭经验,口传心授。
-纯培养技术的建立
德国人柯赫首先建立了微生物的纯培养技术,开创了人为控制发酵过程的时期,加上简单密封式发酵罐的发明,发酵管理技术的改进,发酵工业进入了近代化学工业的行列。这时期产品有酒精、丙酮、丁醇、有机酸、酶制剂等,主要是一些厌氧发酵和表面固体发酵产生的初级代谢产物。
(近代)微生物发酵技术-深层培养技术可分为两个时期,前一时期抗生素工业的发展,以青霉素的生产为代表,形成规模化生产,同时采用了深层培养技术,即机械搅拌通气技术,从而推动了抗生素工业乃至整个发酵工业的快速发展。这时期的产品主要是好氧发酵的次级代谢产物。