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生物技術加持 發酵健康美味

來源:科技日報

作者:馬愛平

2024-03-27 10:11:03

原標題:生物技術加持 發酵健康美味

來源:科技日報

原標題:生物技術加持 發酵健康美味

來源:科技日報

【聚焦食品生物技術②】

◎本報記者 馬愛平

日前,2024中國生物發酵產業技術大會在山東濟南舉行。圍繞生物發酵行業領域的機遇與現狀,與會嘉賓分別就加快生物制造過程迭代升級、健康功能微生物產業創新發展、功能性油脂的未來發展趨勢和健康食品的設計制造等展開探討。

從過去的啤酒、黃酒,到現在的酸奶、功能性食品,發酵工程在食品制造領域展現的魅力無處不在。如今,在生物技術的助力下,發酵工程正突破重重難關,實現對食品品質與產量的雙重提升。

現代發酵工程助力食品工業發展

“一般認為,發酵工程的發展包括以下幾個階段:天然發酵階段、純培養發酵階段、深層發酵技術階段、現代發酵工程技術階段,以及新一代發酵工程技術階段。”江南大學生物工程學院教授周景文介紹。

自古以來,發酵技術就是食品制造的關鍵環節。大約在9000年前,人類就已經開始利用谷物釀造啤酒,這也成為發酵技術誕生的標志。而在4000年前的龍山文化時期,黃酒釀造技術的出現,進一步提升了人類的食品發酵技術水平。此后,豆醬、醋、豆腐乳、醬油、泡菜等傳統食品的生產,也都離不開發酵技術的應用。然而,傳統發酵技術大多依賴自然菌群的生長和人們的生活經驗,對發酵條件的控制較為粗糙,因此發酵得到的產品品質和產量難以保證。

隨著科技的發展,現代發酵工程應運而生。現代發酵工程采用微生物單一培養的方式,通過優化培養條件來提高產量和品質,為食品生產帶來了革命性變革。此外,現代發酵工程還實現了對溫度、pH值、營養物質等發酵條件的精確控制,進一步提升了發酵效果。

同時,自動化、連續化發酵設備的應用,大幅降低了人力成本和發酵周期,提高了生產效率。“現代發酵工程技術已經和眾多行業深度交叉整合,產生了巨大的社會和經濟效益。”周景文說。

相比于傳統發酵技術,現代發酵工程技術在食品研發中展現出更廣泛的應用前景。例如,利用現代發酵工程技術生產的益生菌酸奶、高纖維面包等功能性食品,豐富了食品種類,滿足了人們對健康飲食的需求。現代發酵工程還在食品添加劑、酶制劑等領域發揮著重要作用,為食品工業的發展注入了新活力。

但與此同時,我國傳統發酵食品產業仍面臨自動化程度低、過程控制受限等問題。天津科技大學校長路福平認為,目前傳統發酵食品產業的生產缺乏數字化客觀標準和評價技術、以數字化為核心的智能裝備,以及接地氣的數字化評價表征新體系。傳統發酵食品產業未來應以食品風味和人們的健康為導向,以數字化為驅動,搭建高效智造生產4.0平臺。

智能、節約和高效是發展關鍵

發酵工程涵蓋了微生物學、生物化學、分子生物學等多個領域。在食品生產中,發酵工程主要應用的生物技術包括基因工程、細胞工程、酶工程等。這些技術的應用,使食品制造過程更加高效環保,產品品質也得到了顯著提升。“采用先進的生物技術,可以實現好氧發酵轉厭氧發酵、發酵食品微生物群落的人工合成、構建自養型微生物發酵工廠等。”周景文說。

然而,生物技術在食品發酵工程中的應用也面臨一些攻關難點。首先,微生物菌種的篩選和優化是一個復雜而耗時的過程,需要借助先進的生物技術和設備來實現。其次,發酵過程中的代謝調控和產物分離純化也是技術難點,需要對微生物的代謝途徑和產物性質有深入了解。最后,食品安全也是生物技術應用在食品發酵工程中不容忽視的重要方面。

新一代發酵工程技術的關鍵是智能、節約和高效。在周景文看來,中國的發酵工程技術在世界上大多還處于跟跑和伴跑階段,開發新一代發酵技術是我國實現領跑的契機。通過與其他學科的交叉融合,發酵工程技術的主要研究應該從產品制造和技術改進,拓展到新理論的發現、新方法的發明、新產業的發展等。

近年來,科研人員針對食品發酵工程技術難點進行了大量研究創新。例如通過基因工程技術改良微生物菌種,提高其發酵性能和產物品質;利用代謝工程技術優化微生物的代謝途徑,提高產物合成效率;開發新型發酵設備和工藝,實現發酵過程自動化和智能化控制等。

技術應用前景廣闊

發酵工程技術的發展為發酵行業和相關產業帶來了新機遇。首先,利用現代發酵工程技術生產的高品質、高附加值產品,滿足了消費者對健康、環保食品的需求,提升了市場競爭力。其次,發酵工程技術在生物制藥、生物能源、環保等領域的應用也展現出廣闊前景,為相關產業的發展提供了新動力。此外,隨著科技的進步,未來發酵工程技術還將不斷完善和優化,為食品制造和其他領域帶來更多可能性。

生物發酵將發酵技術和現代生物技術相結合,經過不斷發展形成了成熟的產業化發展模式。中國輕工業聯合會會長張崇和說,生物發酵是輕工特色產業,是生物制造的基礎產業。近年來,生物發酵行業自主創新能力顯著增強,裝備水平快速提高,節能減排成效顯著。生物發酵行業為輕工業高質量發展和國民經濟穩增長貢獻了積極力量。

他認為,生物發酵產業的產品更加多元化、生產更加現代化、市場更加國際化,正在為滿足消費者日益增長的風味、營養、健康和文化需求,發揮著積極且重要的作用。

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