国外高新技术在食品工业中的应用(二)
2005/7/13 13:46:37 来源:
  7.生产优质天然高蛋白食品
  人们早已知道某些昆虫及其幼虫具有食用价值,而苍蝇的食用性却鲜为人知。苍蝇的幼虫(蛆)富含62%左右的蛋白质及各种氨基酸,从蛆壳中还可提取纯度很高的壳聚糖(几丁质)。苍蝇还可用于研制医药产品。因此,利用生物技术对苍蝇进行工业化开发,引起国内外地浓厚兴趣。
  其他昆虫也可用于生产天然高蛋白食品,如中华稻蝗的蛋白质含量占虫体干重的73.5%,其氮基酸组成与鸡蛋蛋白相似,称之为完全蛋白。还有蟋蟀、蝉、蝴蝶、蚂蚁的蛋白质分别占干重的75%、72%、71%和67%,都具有食用价值,完全可以开发。中华稻蝗、蝉、柞蚕等的氨基酸含量分别占总氨基酸的47.73%、44.63%和46%,仅次于鸡蛋,高于猪、牛、鸡、鱼和大豆。可以说,昆虫食物是人类较为理想的优质天然高蛋白食品,有望成为人类重要的食物来源。 
  螺旋藻是一种古老的单细胞水生藻类,其蛋白质优于普通植物性蛋白。人们发现螺旋藻中含有类胰岛素、超氧化物歧化酶(SOD),富含多种维生素。螺旋藻还含有10%~20%的藻兰素,具有多种酶和激素的功能,已用于食品和化妆品着色剂,还可用于癌症治疗。科学家认为,螺旋藻是人和动物理想的纯天然的优质蛋白食品。
  螺旋藻正以其营养成分齐全、营养价值高,以及独特的生物学特性,引起世界各国的普遍关注。联合国粮农组织已将螺旋藻正式列入21世纪人类食品资源开发计划,我国也已将螺旋藻的研发列为工作重点。目前,我国的养殖条件为每平方米水面每天可产螺旋藻10~20克,已位居世界先进水平。
  8、生产生物可降解的食品包装材料
  目前,食品工业常用塑料作为包装材料,盛盒饭用的饭盒也是用塑料制成的。这些塑料包装材料,在使用完以后,很难被破坏、分解,长期堆积在自然界,会造成“白色污染”。近来,人们已经可以用淀粉为原料,经微生物发酵、生产L-乳酸、β-羟基丁酸。然后,再用化学方法制成聚乳酸、聚β-羟基丁酸戊酸等共聚物,可以用作生物可降解的食品包装材料。
  9、生产微生物杀虫剂、微生物肥料和农用抗生素
  利用能使昆虫致病的病源微生物,可以制成代替化学农药、杀灭农业害虫的微生物杀虫剂,包括多种细菌、病素、真菌、原生动物等。如防治农林害虫的苏云金杆菌和白僵菌,用于防治棉铃虫的核型多角体病毒等。农用抗生素,能使农业害虫致病的昆虫、线虫、以及能够捕食害虫的昆虫、鸟类、兽类、鱼类、两栖动物(蛙、蟾蜍)等,也能代替化学农药杀灭农作物的病虫害。此外,人们也可制成微生物肥料。施放到土壤后,通过微生物的生命活动,改善农作物的营养状态。目前已经大量应用的有根瘤菌肥料、固氮菌肥料、磷细菌肥料、钾细菌肥料等。
  10、为农副产品的深加工和综合利用提供高效的途径
  生物技术用于玉米的深加工和综合利用在国外早已普及。近来,果蔬、大豆、茶叶、水产品等的深加工和综合利用正在不断取得新的进展。以苹果为例,美国能够充分加以利用。首先用苹果制成苹果汁,制汁后剩下的皮渣,再采用微生物固态发酵技术,可以生产酒精。剩下的果渣可以用黑曲霉发酵生产柠檬酸。剩下残渣可以提取纤维素,生产粉状苹果纤维素,可作为膳食纤维,是固态保健食品中的重要基料。最终剩下的废物,还可以经厌氧细菌发酵,生产沼气,用作燃料。以上各部分合计,苹果可以利用的部分达到96%以上。由此可见综合利用程度是何等之高。
  11、提供各种快速、简便、精确的食品分析技术
  利用酶工程的固定化技术,可以制成酶电极、酶试纸等,可以快速、简便地测定食品中的化学成分,包括葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、酒精、谷氨酸、赖氨酸等。利用基因工程的DNA指纹技术可以鉴定食品原料和最终产品是否掺假,检测谷物、坚果、牛奶中所含有的微量毒素,如黄曲霉毒素等。利用核酸聚合酶连锁反应(PCR)技术可以迅速扩增DNA和RNA片段,使其达到能够检测出的数量。这种方法可用于检测食品中微量的细菌或病毒的污染,如水产中肝炎病毒的污染等。能够检测出致突变、致畸变和致癌变化学物质的艾姆斯试验法(Ames test),可用于检测食品添加剂是否安全、无害。
  12、处理食品工业废水 
  食品工厂在生产各种美味食品的同时,也产生一些工业废水。废水中常有残存的糖、脂肪、蛋白质、有机酸、醇类、悬浮物、菌体等。此外,废水中BOD、COD也很高,不能直接排放到江河湖海中,必须进行处理。通常,可以采用生物转盘、生物塔式滤池、活性污泥法、厌氧发酵法处理,或用活性污泥法和厌氧发酵法结合处理,使BOD、COD大大降低,达到排放标准。此外,采用厌氧发酵法处理时,还能产生沼气,可以直接用作燃料或用于发电,供给食品厂使用。

二。膜分离技术
  膜分离技术是一项新型高效分离技术,具有在常温下操作,营养成分损失少,设备简单、操作方便、无相变、不产生化学变化、选择性强、分离效率高和节省能源等优点。按照膜孔径的大小,膜分离技术可以进一步细分为微滤、超滤、纳滤、反渗透技术等。目前,膜技术在食品工业中的应用主要有过滤、浓缩、除菌和分离提取功能食品的功能配料等。该项技术已经广泛用于食品工业,现简述如下: 
       1。 生产果蔬汁
       在果蔬汁生产中,微滤、超滤技术用于澄清过滤;纳滤、反渗透技术用于浓缩。用超滤法澄清果汁时,细菌将与滤渣一起被膜截留,不必加热就可除去混入果汁中的细菌。利用反渗透技术浓缩果蔬汁,可以提高果汁成份的稳定性、减少体积以便运输,并能除去不良物质,改善果蔬汁风味。例如:果蔬汁中的芳香成份在蒸发浓缩过程中几乎全部失去,冷冻脱水法也只能保留大约8%,而用反渗透技术则能保留30-60%。
        2。 用于乳品工业
       反渗透、超滤技术主要用于乳清蛋白的回收和牛乳的浓缩。目前各国广泛应用超滤法作为回收乳清蛋白的标准技术。
       与其他方法相比,利用膜分离技术加工乳品,可以降低能耗,提高产品质量。将反渗透技术用于稀牛奶的浓缩,可生产出品质令人满意的奶酪及甜酸奶。用反渗透技术除去乳牛清中的微量青霉素,大大延长了乳制品的保质期。当采用超滤法浓缩乳清蛋白时,还可同时除去乳糖、灰分等。
        3。 生产酒类
利用超滤技术,可以除去酒及酒精饮料中残存的酵母菌、杂菌及胶体物质等,可以改善酒的澄清度,延长保存期,还能使生酒具有熟成味,缩短老熟期。经超滤处理后,酒的风味有所改善,变得清爽可口,而又醇香延绵。目前采用超滤法精制酒和酒精饮料,已在美国、意大利、日本等国得到应用。此法还可避免酒的热杀菌易引起的混浊成分的析出,简化过滤设备。所处理的酒类有葡萄酒、威士忌、烧酒、清酒、黄酒等。
生啤酒的口味虽优于熟啤酒,但不能长期保存,给运输及销售等带来一定的困难。采用超滤技术进行啤酒的精滤和无菌过滤,可以使生啤酒不经低温加热灭菌而能长期保存。
         4。 用于豆制品工业
        膜技术在豆制品工业中的主要应用是分离和回收蛋白质。生产豆乳时产生的大豆乳清,通常方法只能从中提取60%的蛋白质,利用超滤法浓缩残留蛋白质,能够增加20~30%的豆腐收得率。采用超滤法还可以在浓缩蛋白的同时,去除产生豆膻味和影响豆乳稳定性的低分子物质,提高豆乳质量。
        豆制品工业中的乳清处理,对防止水体污染意义重大。大豆乳清中含有多种低分子蛋白质、多糖类、肽、少糖类等物质,采用超滤法可以从大豆乳清中回收浓缩大豆蛋白,以满足人类和畜牧业的需求。此外,还可获得β-淀粉酶产品。
利用膜技术还可以获得大豆异黄酮、大豆寡糖、大豆分离蛋白、寡肽、免疫球蛋白、竹叶黄酮等功能食品的功能配料。
         5.用于调味品工业
        在制酱工厂排出的废水中,80%以上BOD主要来自大豆的蒸煮汁。利用超滤法对大豆煮汁进行分阶段处理,其透过液可作为生产用水回收,浓缩液可用作生产原料。

三.超临界流体萃取技术
        超临界流体萃取技术是利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响来分离和提取所需要的物质的一项新技术。在超临界条件下,使超临界流体与待分离的物质充分接触,该流体就能有选择地将极性大小不同、沸点高低不同,以及分子量大小不同的成分,依次先后萃取出来。超临界的CO2常长被用作萃取剂。
    超临界流体萃取技术工艺流程简单,萃取温度低,对营养成分破坏极少,目前已经在食品工业中得到广泛应用。现简述如下:
       1.生产食用油
       超临界流体萃取技术常用于提取食用油。与压榨泛相比,可以大大提高得油率。与有机溶剂萃取法相比,产品中不含残留的有机溶剂,质量明显提高。超临界流体萃取技术还可以用于食用油的脱臭,可以使呈臭味的低级脂肪酸含量由0.3% - 0.4% 降低到0.015% - 0.02%。大量实践证明,利用超临界流体萃取技术从大豆和花生中提取食用油,得油率高,杂质少,色泽浅,质量好。
  2.提取食品风味成分
  超临界流体萃取技术可以用于从鲜花(梅花、菊花、兰花、玫瑰等)、香辛料、果皮、蔬菜中提取各种精油、风味剂、呈味物质等。日本早在20世纪80年代,就安装了亚洲最大的生产调味品用的超临界CO2萃取设备。
  3.提取生理活性物质
  超临界流体萃取技术可以用于从植物和动物原料中提取各种生理活性物质,如人参皂苷、银杏黄酮、γ-亚油酸、茶多酚、萜类、生物碱、EPA、DHA等。这些生理活性物质常常可以用做保健食品的功能配料。
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