固定化細胞技術的食品工業應用論文

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摘要:固定化細胞技術是一種現代化高新技術,該種技術將細胞、酶、原生質等物質束縛於特殊相中,使之與整體流體分割開來,但是可以實現與效應物與低物的分子交換。目前,固定化細胞技術已經在環保、化工、製藥、食品等領域中得到了應用。本文就固定化細胞技術在食品工業中的應用進行分析。

固定化細胞技術的食品工業應用論文

關鍵詞:固定化細胞技術;食品工業;應用

固定化技術最早產生於上世紀60~70年代,是指利用化學或物理方式將酶或細胞固定在載體上,可以有效的提升酶的穩定性。固定化細胞技術是食品中經常使用的一種技術,酶的效力在反覆的反應中不會流失,可以連續生產,節約成本,因此得到廣泛的應用。

一、固定化細胞的優缺點

固定化細胞較之固定化酶有下列優點:一是細胞中的酶直接發揮作用,不用直接從微生物細胞中提取出來,這樣既能有效的保證酶的活性,也可以降低成本;二是細胞的繁殖速度快穩定性高;三是較之提取出來的酶,細胞中的酶的穩定性更好;四是細胞中的酶可以連續反應,操作簡便;固定化細胞也有一些缺點,首先,菌體具有自溶的特點,要防止菌體自溶,保持菌體的完整性,從而提高產品的純度;其次,細胞中的蛋白酶容易分解,要採用一定的技術防止這種情況的發生;再次,細胞中有多種菌,會影響細胞的固定性,爲了防止副作用的發生,要有效抑制其它酶的活性。

二、細胞固定化的方法

細胞固定化有許多的方法,企業可以根據自己的情況合理的選用。(一)吸附法吸附法分爲表面吸附法和細胞聚集法兩種,其中表面吸附法是指利用微生物本身的吸附能力,將細胞固定在載體中。可以充當吸附細胞的載體有多種,例如高嶺土、多孔硅、活性炭等多孔性的物質[1]。細胞聚集法是指利用細胞本身的聚集性,將細胞大面積的培養,從而提升細胞的濃度。(二)包埋法包埋法是最常用的一種方法,分爲凝膠包埋法和微膠囊法兩種,凝膠包埋法是將細胞用凝膠來包埋固定,生產啤酒、酒精、抗生素一般採用這種方法。微膠囊法是利用膠囊將細胞包埋起來,以利於長期保存。(三)共價結合法共價結合法對於條件的要求比較嚴格,沒有很專業的技術不容易成功。它是利用氨基、羧基等反應基因,與已經活化的`載體相互融合形成共價鍵,從而讓細胞固定在載體中[2]。(四)交聯法交聯法是利用戊二醛、甲苯二異氰酸酯等交聯劑,直接與細胞上的氨基、酚基等反應集團進行反應,讓各個細胞之間相連,形成網狀的結構,從而形成固定化細胞。

三、固定化細胞技術在食品工業中的應用

固定化細胞技術在食品中有非常廣泛的應用,並且取得很好的效果。現階段固定化細胞技術不僅僅應用於食品加工上,在製藥技術、化學分析、環境保護方面也有廣泛的應用。

(一)果葡糖漿的生產

首次利用微生物菌體生產果葡糖漿是在1966年的日本,並且取得了很大的成功,隨即投入了生產[3]。1969年將技術進行進一步提升,利用菌體熱固法生產出固定化細胞,實現連續化的生產,有效的提升了果葡糖漿的質量。在生產的過程中,首先在微生物中水解出葡萄糖,然後再將葡萄糖轉化爲比較甜的果糖,再提煉濃縮就可以成爲果葡糖漿。

(二)柑桔類果汁的脫苦

常用的檸檬苦素類脫苦酶其PH值爲鹼性,但是不適用柑桔的加工生產中使用,可以採用細胞固定化的技術,將細胞固定在載體中,用於柑桔果汁的脫苦。利用固定化細胞技術,對於PH值不再有特殊的影響,可以有效的進行具有酸性特徵的柑桔的脫苦。固定化細胞技術的使用,有效的解決了柑桔果汁的脫苦問題,讓柑桔果汁的口感更好,更能符合消費者的需求。

(三)醬油生產

醬油是每個家庭廚房中的必需品,採用固定化細胞技術可以更有效的促進醬油的生產。通過固定化細胞技術生產醬油,可以縮短生產週期,提升醬油的口感,讓醬油的質量更加優越。在生產的過程中,將固定化細胞放置在攪拌罐的反應器中與過濾裝置有效的結合,讓它們做出反應,即可生產出風味良好的醬油產品。

(四)釀酒

釀酒是固定化細胞技術另一項重要的應用,較之傳統的釀酒技術,利用固定化細胞釀出的啤酒香氣更濃、澄清度更高,口感更好,並且酵母菌得到更好的發酵,讓其中的麥芽糖得到廣泛的應用。目前,固定化細胞技術已經廣泛的應用於釀酒領域,並取得了很好的效果。另外固定化細胞技術也可以應用於米酒的釀造和酒精的生產中[4]。固定化細胞技術在食品工業生產中的應用還非常多,如固定a-澱粉酶、固定化氨基酰化酶的生產中,目前,很多固定化細胞與固定化酶還處在試驗階段,其中還有一些技術難題尚未克服,很多還處於研究和開發中,但它已經給我們指明瞭發展方向,隨着固定化技術的發展,將會有更多的固定化酶、細胞、原生質體應用於生產。

四、結語

目前,各個國家都開始將固定化細胞技術應用在工業生產領域之中,其應用範圍已經超過了食品加工、製藥工業與輕化工業,擴展至環境保護、化學分析、能源開發等新型領域中,在下一階段下,固定化細胞技術將表現出更好的發展前景。總之,固定化細胞技術利用了細胞密度高、繁殖速度快和耐毒害性好的特點,在食品工業的生產中表現出很高的優勢。固定性細胞技術還有許多優良的性能沒有發揮出來,我們要加大固定化細胞技術的研究,讓其更好的爲我們服務

參考文獻:

[1]韓文靜.固定化酶的新型製備方法及其在食品工業中的應用[J].食品工業科技,2009(02).

[2]毛跟年,李麗維,齊鳳.固定化酶應用研究進展[J].中國釀造,2009(08).

[3]喬德亮,胡冰,曾曉雄.酶固定化及其在食品工業中應用新進展[J].食品工業科技.2008(01).

[4]李曄.酶的固定化及其應用[J].分子催化,2008(01).