丁帥
現(xiàn)代生物技術(shù)是當前科技前沿,現(xiàn)代生物技術(shù)是建立在化學、生物、計算機等諸多學科的基礎上而衍生而來的一項綜合技術(shù),并被廣泛應用于生產(chǎn)生活中。飲料行業(yè)是食品工業(yè)的支柱性產(chǎn)業(yè)之一,因此在飲料加工生產(chǎn)中,現(xiàn)代生物技術(shù)也得以廣泛運用,例如:細胞工程、發(fā)酵工程、基因工程以及酶工程等。當前我國的飲料生產(chǎn)中仍存在著一些問題,而現(xiàn)代生物技術(shù)在飲料加工中的廣泛應用,對于解決此類問題具有不可忽視的作用。
現(xiàn)代生物技術(shù)概述
細胞工程。細胞工程是現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的載體與平臺,細胞工程的理論基礎是細胞生物學,細胞工程現(xiàn)階段的主要研究內(nèi)容包括動植物細胞與組織培養(yǎng)、細胞雜交(單克隆抗體)、胚胎工程(試管嬰兒)、細胞核移植(克隆動物)、染色體工程(多倍體育種)、轉(zhuǎn)基因生物(結(jié)合基因工程)、生物反應器、組織工程等。
發(fā)酵工程。發(fā)酵工程主要是利用了微生物的代謝活動,運用一些生物催化劑,從而制作出人們需要的產(chǎn)品如:酒類、調(diào)味劑、酸奶等。通過發(fā)酵技術(shù)獲得的發(fā)酵食品主要有以下三種特點:一是能夠按照人們的意愿改變其色澤、性狀、風味;二是可以在一定程度上抑制一般病原菌與腐敗菌的生長;三是具有高于原產(chǎn)品的營養(yǎng)價值。
基因工程。基因工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心技術(shù),基因工程與人工智能、納米工程并成為21世紀三大尖端科技,其的理論基礎是分子遺傳學,并以分子生物學與微生物學的方法作為操作手段,將來自不同個體的基因按照預先的設計,在體外構(gòu)建出雜種DNA分子,如何導入活細胞中,從而改變生物原有的遺傳性狀。
酶工程。酶工程又稱蛋白質(zhì)工程學,是指在實際運用中有目的的設置一定的反應器與反應條件,利用酶的催化作用,在一定的條件下催化特定的化學反應,從而生產(chǎn)出人類需要的產(chǎn)品或服務于其它方面的一門應用技術(shù)。
除此之外,現(xiàn)代生物技術(shù)還包括蛋白質(zhì)工程、生物芯片技術(shù)與分子標記技術(shù),需要注意的是上述技術(shù)七項技術(shù)是互相滲透影響的。
我國飲料加工業(yè)所面臨的問題
汁用水果原料不足。我國的葡萄汁、柚汁和檸檬汁等主要依靠進口來解決所需原料的不足;我國是濃縮蘋果汁的生產(chǎn)大國,即便如此,我國的高酸蘋果汁產(chǎn)品卻非常低;我國是橙子的原產(chǎn)地,橙子年產(chǎn)量較大,但大多數(shù)高質(zhì)量橙汁仍需依賴進口。綜上,汁用水果原料的不足,制約了我國果汁類飲料的發(fā)展。
加工技術(shù)相對落后導致產(chǎn)品質(zhì)量良萎不齊。我國在飲料行業(yè)的加工技術(shù)相對落后,如超濾膜的應用與保養(yǎng)、果漿酶的應用、果汁的調(diào)配與標準化、原料的綜合利用等方面,與國際先進技術(shù)相比仍存在差距,這就導致我國的飲料產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,造成飲料市場中國產(chǎn)飲料市場份額低于進口飲料
現(xiàn)代生物技術(shù)在飲料加工中的具體應用
細胞工程。細胞工程的研究基本單位是細胞,細胞工程主要利用細胞生物學和分子生物學相關(guān)知識,使細胞能夠按照人們的設計藍圖或者意愿改變某些生物特性,。例如食品添加劑與色素是飲料加工生產(chǎn)中必不可少的要素,可通過細胞組織培養(yǎng)與細胞雜交技術(shù),即可生產(chǎn)出飲料所需的特定的食品添加劑以及各類色素,還可用于保健、運動飲料的生產(chǎn)加工。
發(fā)酵工程。發(fā)酵技術(shù)作為酒精飲料、發(fā)酵型乳酸飲料等飲料在制作加工中的重要一環(huán),其在飲料制造中具有不可或缺的地位。而發(fā)酵飲料則主要是借助微生物活動而制造出的種富有高營養(yǎng)價值并且具有獨特風味與口感的飲料。發(fā)酵型乳酸飲料的類型有眾多,發(fā)酵技術(shù)的具體應用主要如下:①發(fā)酵微生物:發(fā)酵微生物是發(fā)酵型飲料質(zhì)量的決定性因素,在飲料生產(chǎn)時,發(fā)酵劑菌種的選定要視產(chǎn)品品種而定,而現(xiàn)代生物技術(shù)的運用則能夠根據(jù)飲料產(chǎn)品質(zhì)量要求為飲料的生產(chǎn)提供直觀的發(fā)酵劑品種,從而提升飲料的口感與質(zhì)量。②乳性發(fā)酵飲料:乳性發(fā)酵飲料是以牛乳、羊乳等哺乳類牲畜的乳汁作為原料, 充分運用乳酸發(fā)酵技術(shù),,經(jīng)過殺菌處理后與特定的微生物融合,通過這種方式制成的乳酸飲品稱為乳性發(fā)酵飲料。該種飲料含有半乳糖、乳糖、脂類以及蛋白質(zhì)等多種營養(yǎng)物質(zhì),因此其營養(yǎng)價值要比普通的飲料高,而且有利于維持腸道內(nèi)菌群平衡與腸道消化。③植物蛋白發(fā)酵飲料:不同于乳性發(fā)酵飲料,植物蛋白發(fā)酵飲料的原材是是各種核果類和高蛋白的植物種子,將上述原材需接種乳酸菌,經(jīng)乳酸發(fā)酵從而產(chǎn)生一種類似酸牛乳的飲品。發(fā)酵型植物蛋白飲料兼有植物蛋白飲料和乳酸飲料的雙重優(yōu)點。④乳酸發(fā)酵果蔬汁:該種飲料結(jié)合了果蔬汁與乳酸發(fā)酵的雙重優(yōu)點,使二者的風味渾然一體,形成一種優(yōu)于原果蔬汁的獨特風味,接種發(fā)酵后的果蔬汁在營養(yǎng)成分上也相對有所提高。⑤格瓦斯:格瓦斯是一種不完全的乳酸發(fā)酵和酒精發(fā)酵產(chǎn)品,酒精含量較低,其主要以淀粉類糧食作物為原料,在制作過程中,淀粉原料在酵母和乳酸菌的發(fā)酵作用下,形成一種具有多種有益功能的清涼飲料。
基因工程?;蚬こ痰奶匦裕\用在飲料加工制造中可以起到以下三點作用:①優(yōu)化改良飲品原料:例如,利用基因工程生產(chǎn)出牛生長激素,并將其注射入母牛體內(nèi),便可以在不影響牛奶質(zhì)量的情況下提高其產(chǎn)量;②改善乳類飲料加工制造工藝:此類飲料含有豐富的蛋白質(zhì),若在加工生產(chǎn)中運用基因工程技術(shù),增加K-酪蛋白的編碼基因的置換與拷貝,就可以提高其磷酸化,從而提高乳類飲料的熱穩(wěn)定性,有利于含乳飲料的加工生產(chǎn);③為飲料發(fā)酵生產(chǎn)提供多樣化的生產(chǎn)菌種:經(jīng)基因工程改良后的菌種,不僅可以提高產(chǎn)品的產(chǎn)量,而且可以優(yōu)化產(chǎn)品的口感,簡化添加劑的提取方式。
酶工程。酶是一種高效催化劑,酶工程具體包括酶固定化、細胞固定化、酶修復改造與酶反應設計,酶工程在運用于飲料生產(chǎn)中時,可以發(fā)揮的作用有:①用固定化啤酒酵母提高生產(chǎn)效率。目前在啤酒生產(chǎn)的固定化酵母主要通過包理法所制造,該技術(shù)主要是選用海藻酸鈣、DEAE纖維素等材料,來將被包埋在基質(zhì)材料中的啤酒酵母固化,從而起到提高生產(chǎn)效率,改進生產(chǎn)工藝的作用。②用酶法改進酒精飲料制造周期。運用酶法可降低丁二酮的含量,丁二酮在啤酒生產(chǎn)的含量多少將決定這啤酒的成熟與否,運用酶法降低其含量則可以促進啤酒成熟,優(yōu)化改進酒精飲料的發(fā)酵周期。③運用β—葡聚糖酶加酒精飲料的泡持性。泡持性是衡量啤酒等酒精飲料質(zhì)量的重要指標,β-葡聚糖酶是半纖維素的組成部分,β-葡聚糖酶可以降低麥汁粘度,改善麥汁清亮度,同時可對β-葡聚糖進行充分降解,保證其糖化和發(fā)酵的正常進行,從而提高酒精飲料的泡持性。
綜上所述,現(xiàn)代生物技術(shù)在飲料加工制造中具有十分廣闊的應用前景。文章中只針對細胞工程、發(fā)酵工程、基因工程、酶工程四種常用的現(xiàn)代生物技術(shù)在飲料加工中的實際應用進行了探究,現(xiàn)代生物技術(shù)應用到飲料加工生產(chǎn)中取得了顯著效果,筆者認為,為了進一步提升我國飲料加工技術(shù),仍需要加大對現(xiàn)代生物技術(shù)的研究程度,開發(fā)出更加先進的生產(chǎn)技術(shù),不僅在加工環(huán)節(jié)中優(yōu)化生產(chǎn)工藝,還可以在原材上提升質(zhì)量,從而促進我國飲料行業(yè)的快速發(fā)展。